SIFAT-SIFAT ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA) KITAR · PDF file1.3.2.2 Ko-polimer Blok Poliuretana...
Transcript of SIFAT-SIFAT ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA) KITAR · PDF file1.3.2.2 Ko-polimer Blok Poliuretana...
SIFAT-SIFAT ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA)
KITAR SEMULA / GETAH AKRILONITRIL BUTADIENA DAN ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA)
BARU / POLI(VINIL KLORIDA) KITAR SEMULA / GETAH AKRILONITRIL BUTADIENA
S U P R I
UNIVERSITI SAINS MALAYSIA
2005
SIFAT-SIFAT ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA) KITAR SEMULA / GETAH AKRILONITRIL
BUTADIENA DAN ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA) BARU / POLI(VINIL KLORIDA) KITAR SEMULA /
GETAH AKRILONITRIL BUTADIENA
Oleh
S U P R I
Tesis yang diserahkan untuk memenuhi keperluan bagi Ijazah Doktor Falsafah
April 2005
ii
PENGHARGAAN
Syukur alhamdulillah ke hadrat Allah SWT kerana dengan izin dan rahmatNya maka tesis ini dapat diselesaikan dan disempurnakan. Jutaan terima kasih saya ucapkan kepada penyelia saya, Profesor Hanafi Ismail yang telah memberi tunjuk ajar, meluangkan waktu, membimbing di sepanjang penyelidikan ini. Ribuan terima kasih juga saya tujukan kepada penyelia bersama Dr. Ahmad Marzio Mohd. Yusof yang telah membantu untuk menjayakan penyelidikan ini. Saya mengambil kesempatan ini mengucapkan ribuan terima kasih dan setinggi-tinggi penghargaan kepada Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, USM yang telah menyediakan tempat untuk saya menyambung pengajian ke peringkat Ph.D.
Ribuan terima kasih juga saya ucapkan kepada Universitas Sumatera Utara
(USU) yang telah memberikan izin untuk melanjutkan pendidikan keperingkat kedoktoran (Ph.D) dan Institut Pengajian Siswazah, Universiti Sains Malaysia yang telah memberikan biasiswa dalam menjalankan kajian saya. Tidak lupa saya ucapkan ribuan terima kasih kepada pensyarah-pensyarah dan pembantu-pembantu makmal di Pusat Pengajian Kejuruteraan Bahan dan Sumber Mineral, iaitu En. Mohd. Zandar, En. Segaran (Bos), En. Mohd. Hasan, Kak Hasnah, En. A Young dan En. Rashid yang telah menghulurkan bantuan.
Saya ingin memberikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada kedua orangtua saya, Halimatussakdiah dan Sitam Abdul Ghani yang saya sayangi dan senantiasa mendokan kejayaan saya. Untuk kakak dan abang, Kak Fatmawati, Kak Dariati, Bang Erwan dan Bang Idris yang telah memberikan motivasi, kesabaran dan sokongan untuk melanjutkan pendidikan ke peringkat yang lebih tinggi.
Untuk kawan-kawan seperjuangan, Salmah, Surya, Midah, Halimah, Sem, Sia,
Yup, Ming, Huzaimi, Kamal, Hosta, Hakimah, Bashree, Said, Chow, Teh, Siew Bee, Juli, Zeck, Mhd, dan Zurina, saya mengucapkan terima kasih atas segala bantuan yang diberikan dalam menyelesaikan penyelidikan ini.
Akhirnya, saya ucapkan terima kasih kepada rakan-rakan saya dari Indonesia iaitu, Sobron, Hanif, Andi, Irvan, Okman, Bayu, Asep. R, Heri, Zoel, Suriadi, dan Yanti yang telah memberikan semangat dan sokongan dalam suka maupun duka. Semoga Allah SWT menjadikan usaha-usaha saya ini sebagai ibadah dan semua pihak yang telah menjayakan penyelidikan ini dan untuk dikenang selama-lamanya.
iii
JADUAL KANDUNGAN
Muka surat
PENGHARGAAN ii JADUAL KANDUNGAN iii SENARAI JADUAL vii SENARAI RAJAH x SENARAI SIMBOL xviii SENARAI SINGKATAN xix SENARAI LAMPIRAN xxi SENARAI PENERBITAN DAN SEMINAR xxii ABSTRAK xxv ABSTRACT xxviii
BAB SATU : PENDAHULUAN DAN TINJAUAN PERPUSTAKAAN 1.1 Pendahuluan 1 1.1.1 Pengitaran Semula Plastik 1 1.1.2 Keperluan Untuk Penggunaan Semula 2 1.2 Kepentingan Adunan 4 1.2.1 Kepentingan Ekonomi 4 1.2.2 Kepentingan Penggabungan Sifat-Sifat 5 1.3 Elastomer Termoplastik 5 1.3.1 Pengenalan 5 1.3.2 Pengkelasan Elastomer Termoplastik 8 1.3.2.1 Aloi Elastomer 9 1.3.2.2 Ko-polimer Blok Poliuretana Elastomer 9 1.3.2.3 Ko-polimer Blok Polistirena Elastomer 10 1.3.2.4 Ko-polimer Blok Poliester Elastomer 11 1.3.2.5 Ko-polimer Blok Poliamida Elastomer 12 1.4 Asas-Asas Pencampuran 14 1.4.1 Keserasian 14 1.4.2 Kelarutcampuran 15 1.4.3 Keserasian Termodinamik 16 1.4.4 Kaedah Penyebatian 17 1.5 Poli(vinil klorida) 18 1.5.1 Pengenalan 18 1.5.2 Sifat-Sifat PVC 18 1.5.3 Kestabilan dan Perosotan PVC 19
1.5.4 Pemplastik 20 1.6 Getah Akrilonitril Butadiena (NBR) 21 1.6.1 Pengenalan 21 1.6.2 Sifat-Sifat NBR 22 1.7 Adunan-Adunan Berasaskan PVC 23 1.7.1 Adunan Berasaskan PVC 23 1.7.2 Adunan PVC/PCl 24 1.7.3 Adunan PVC/PMMA 24 1.7.4 Adunan PVC/ABS 24
iv
1.7.5 Adunan PVC/Poliester 25 1.7.6 Adunan PVC/ENR 25 1.7.7 Adunan PVC/NBR 26 1.8 Pembolehserasi Dalam Adunan Polimer 28 1.9 Pemvulkanan Dinamik 30 1.10 Reologi 34 1.10.1 Pengenalan 34 1.10.2 Kepentingan Kajian Reologi 34 1.10.2.1 Aliran Newtonian 36 1.10.2.2 Aliran Bukan Newtonian 38 1.11 Pernyataan Permasalahan 40 1.12 Objektif Kajian 41
BAB DUA : BAHAN DAN EKSPERIMEN 2. 1 Bahan-Bahan 44 2.1.1 Polimer 44 2.1.2 Penstabil Haba 46 2.1.3 Bahan-Bahan Aditif 46 2.2 Peralatan 46 2.3 Tatacara Eksperimen 48 2.3.1 Kajian Penyebatian 48 2.3.2 Pengacuanan Mampatan 54 2.4 Jenis-Jenis Ujian 54 2.4.1 Ujian Tensil 54 2.4.2 Ujian Ketahanan Minyak dan Kimia 55 2.4.3 Spektroskopi Infra Merah Fourier (FTIR) 55 2.4.4 Ujian Mikroskop Elektron Penskanan (SEM) 56 2.4.5 Ujian Penuaan 56 2.4.6 Ujian Analisis Termogravimetri 56 2.4.7 Ujian Permeteran Kalori Pengimbasan Kebezaan (DSC) 57 2.4.8 Kajian Reologi 58 2.4.8.1 Kaedah Pengambilan Data 59 2.4.8.2 Kaedah Pengolahan Data 59
BAB TIGA : PERBANDINGAN ADUNAN PVCv/NBR, PVCr/NBR DAN KESAN
PEMVULKANAN DINAMIK KE ATAS ADUNAN PVCr/NBR 3.1 Pendahuluan 61 3.2 Keputusan dan Perbincangan 62 3.2.1 Perubahan Tork dan Tenaga Mekanik 62 3.2.2 Sifat-Sifat Tensil 68 3.2.3 Kelakuan Pembengkakan 71 3.2.4 Kajian Morfologi 74 3.2.5 Kajian Penuaan 80 3.2.6 Analisis DSC 83 3.2.7 Kestabilan Termal 85
BAB EMPAT : KESAN PENGGANTIAN SEPARA PVCv DENGAN PVCr DI DALAM
ADUNAN PVCv/PVCr/NBR 4.1 Pendahuluan 89 4.2 Keputusan dan Perbincangan 90 4.2.1 Perubahan Tork dan Tenaga Mekanik 90
v
4.2.2 Sifat-Sifat Tensil 93 4.2.3 Kelakuan Pembengkakan 95 4.2.4 Kajian Morfologi 97 4.2.5 Kajian Penuaan 100 4.2.6 Analisis DSC 102 4.2.7 Sifat-Sifat Reologi 103 4.2.7.1 Indeks Hukum Kuasa 108 4.2.7.2 Tenaga Pengaktifan 109
BAB LIMA : KESAN PEMVULKANAN DINAMIK KE ATAS ADUNAN
PVCv/PVCr/NBR5.1 Pendahuluan 111 5.2 Keputusan dan Perbincangan 112 5.2.1 Perubahan Tork dan Tenaga Mekanik 112 5.2.2 Sifat-Sifat Tensil 115 5.2.3 Kelakuan Pembengkakan 118 5.2.5 Kajian Morfologi 119 5.2.5 Kajian Penuaan 121 5.2.6 Kestabilan Termal 123 5.2.7 Sifat-Sifat Reologi 125
BAB ENAM : PERBANDINGAN KESAN PELBAGAI PENGSERASI DAN
GABUNGAN PEMVULKANAN DINAMIK DAN PENGSERASI KE ATAS ADUNAN PVCr/NBR
6.1 Pendahuluan 131 6.2 Keputusan dan Perbincangan 134 6.2.1 Kesan Maleik Anhidrida (MAH) dan Gabungan
Pemvulkanan Dinamik dan MAH di dalam Adunan PVCr/NBR
134
6.2.1.1 Perubahan Tork dan Tenaga Mekanik 134 6.2.1.2 Sifat-Sifat Tensil 138 6.2.1.3 Kelakuan Pembengkakan 141 6.2.1.4 Analisis Spektroskopi FTIR 143 6.2.1.5 Kajian Morfologi 146 6.2.1.6 Kajian Penuaan 152 6.2.1.7 Analisis DSC 154 6.2.1.8 Kestabilan Termal 156
6.2.2 Perbandingan Kesan Pelbagai Pengserasi dan Kesan
Gabungan Pemvulkanan Dinamik dan Pengserasi ke Atas Adunan PVCr/NBR (50/50)
159
6.2.2.1 Sifat-Sifat Tensil 159 6.2.2.2 Kelakuan Pembengkakan 165 6.2.2.3 Kajian Morfologi 168 6.2.2.4 Kajian Penuaan 173 6.2.2.5 Analisis DSC 175 6.2.2.6 Kestabilan Termal 177 6.2.2.7 Sifat-Sifat Reologi 180 6.2.2.7 (a) Kesan Pelbagai Pengserasi Terhadap Adunan
PVCr/NBR (50/50) 180
6.2.2.7 (b) Kesan Gabungan Pemvulkanan Dinamik dan Pelbagai Pengserasi Terhadap Adunan
186
vi
PVCr/NBR (50/50)
BAB TUJUH : KESIMPULAN DAN CADANGAN UNTUK KAJIAN LANJUTAN 7. 1 Kesimpulan 193 7. 2 Cadangan Untuk Kajian Lanjutan 196
RUJUKAN 198 LAMPIRAN
A Termogram-termogram DSC adunan PVCv/NBR 212 A1 Termogram-termogram DSC adunan PVCr/NBR 215 A2 Termogram-termogram DSC pemvulkanan dinamik ke atas
adunan PVCr/NBR 218
B Termogram-termogram DSC penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
221
C Termogram-termogram DSC kesan pelbagai pengserasi di dalam adunan PVCr/NBR (50/50)
226
D Termogram-termogram DSC kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi di dalam adunan PVCr/NBR (50/50)
231
vii
SENARAI JADUAL
Muka surat Jadual 2. 1 Sifat-sifat fizikal PVC jenis Mecion HP-65
44
Jadual 2. 2 Komposisi kimia daripada PVCr yang dianalisis menggunakan X-Ray Fluroscense Spektrometer Rigaku RX 300
45
Jadual 2. 3 Sifat-sifat fizikal PVC kitar semula
45
Jadual 2 .4 Komposisi adunan PVCv/NBR dan PVCr/NBR
50
Jadual 2 .5 Komposisi kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR
50
Jadual 2 .6 Komposisi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
51
Jadual 2 .7 Komposisi pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCv/PVCr/NBR
51
Jadual 2 .8 Komposisi kesan penambahan pelbagai pengserasi di dalam adunan PVCr/NBR
52
Jadual 2 .9 Komposisi gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR
52
Jadual 2 .10 Turutan penyebatian dalam adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR, penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR, dan kesan penambahan pengserasi dalam adunan PVCr/NBR
53
Jadual 2 .11 Turutan penyebatian untuk mengkaji kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR, PVCv/PVCr/NBR dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR
53
Jadual 2 .12 Parameter pengacuanan mampatan specimen
54
Jadual 3. 1 Kekuatan tensil, modulus 100% dan % retensi bagi adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
81
Jadual 3. 2 Pemanjangan pada takat putus dan % retensi bagi adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
81
viii
Jadual 3. 3 Suhu peralihan kaca, Tg bagi adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR diperoleh dari analisis DSC
84
Jadual 3. 4 Suhu penguraian permulaan, suhu pada pengurangan berat 50%, suhu akhir penguraian dan kehilangan berat keseluruhan bagi adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR diperoleh dari analisis TGA
88
Jadual 4. 1 Kekuatan tensil, modulus 100% dan % retensi bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
102
Jadual 4. 2 Pemanjangan pada takat putus dan % retensi bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
102
Jadual 4. 3 Suhu peralihan kaca, Tg bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR diperoleh dari analisis DSC
103
Jadual 4. 4 Tenaga pengaktifan dan indeks hukum Kuasa bagi kesan penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
108
Jadual 5. 1 Kekuatan tensil, modulus 100% dan % retensi bagi pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCv/PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
123
Jadual 5. 2 Pemanjangan pada takat putus dan % retensi bagi pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCv/PVCr/NBR sesudah penuaan pada 700C selama 168 jam
123
Jadual 5. 3 Suhu penguraian permulaan, suhu pada pengurangan berat 50%, suhu akhir penguraian dan kehilangan berat keseluruhan bagi kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCv/PVCr/NBR diperoleh dari analisis TGA
124
Jadual 5. 4 Tenaga pengaktifan dan indeks hukum Kuasa bagi pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCv/PVCr/NBR
130
Jadual 6. 1 Kekuatan tensil, modulus 100% dan % retensi bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH pada 700C selama 168 jam
152
Jadual 6. 2 Pemanjangan pada takat putus dan % retensi bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH dan
154
ix
pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH pada 700C selama 168 jam
Jadual 6. 3 Suhu peralihan kaca bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH diperoleh dari analisis DSC
155
Jadual 6. 4 Suhu penguraian permulaan, suhu pada pengurangan berat 50%, suhu akhir penguraian dan kehilangan berat keseluruhan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH dan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH diperoleh dari analisis TGA
158
Jadual 6. 5 Kekuatan tensil, modulus 100% dan % retensi bagi kesan pelbagai pengserasi dan kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR sesudah penuaan pada suhu 700C selama 168 jam
175
Jadual 6. 6 Pemanjangan pada takat putus dan % retensi bagi kesan pelbagai pengserasi dan kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR sesudah penuaan pada suhu 700C selama 168 jam
175
Jadual 6. 7 Suhu peralihan kaca, Tg bagi kesan pelbagai pengserasi dan kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR yang diperoleh dari analisis DSC
177
Jadual 6. 8 Suhu penguraian permulaan, suhu pada pengurangan berat 50%, suhu akhir penguraian dan kehilangan berat keseluruhan bagi kesan pelbagai pengserasi dan kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR yang diperoleh dari analisis TGA
180
Jadual 6. 9 Tenaga pengaktifan dan indeks hukum Kuasa bagi kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
186
Jadual 6. 10 Tenaga pengaktifan dan indeks hukum Kuasa bagi kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
192
x
SENARAI RAJAH
Muka surat
Rajah 1. 1 Segmen lembut dan segmen keras pada struktur ETP
7
Rajah 1. 2 Struktur ko-polimer blok poliuretana
10
Rajah 1. 3 Struktur ko-polimer SBS
11
Rajah 1. 4 Struktur ko-polimer blok poliester polibutilena tereftalat
12
Rajah 1. 5 Struktur poliamida 66
13
Rajah 1. 6 Struktur PVC
18
Rajah 1. 7 Tindak balas kimia bagi penghasilan NBR
21
Rajah 1. 8 Ko-polimer blok dan cantuman pada antaramuka di antara fasa polimer A dan B
29
Rajah 1. 9 Zarah-zarah getah yang tervulkan di dalam fasa plastik
31
Rajah 1.10 Ikatan sulfida di dalam getah tervulkan; (a) sulfida dan (b) polisulfida
32
Rajah 1. 11 Canggaan ricih untuk aliran Newtonian pada dua plat selari
37
Rajah 1. 12 Hubungan τ/γ untuk aliran tidak besandar masa
38
Rajah 1. 13 Hubungan η/γ untuk aliran tidak bersandar masa
38
Rajah 2. 1 Peralatan Haake Rheomix
47
Rajah 2. 2 Diagram skematik bagi plastogram tork melawan masa untuk Haake Rheomix
48
Rajah 3. 1 Perubahan tork terhadap masa untuk adunan PVCv/NBR
63
Rajah 3. 2 Perubahan tork terhadap masa untuk adunan PVCr/NBR
63
Rajah 3. 3 Perubahan tork terhadap masa untuk pemvulkanan dinamik adunan PVCv/NBR
64
Rajah 3. 4 Kestabilan tork melawan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan
65
xi
dinamik adunan PVCr/NBR
Rajah 3. 5 Tenaga mekanik melawan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR
66
Rajah 3. 6 Kekuatan tensil melawan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR
68
Rajah 3. 7 Modulus 100% melawan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR
69
Rajah 3. 8 Pemanjangan pada takat putus melawan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR
70
Rajah 3. 9 Hubungan antara indeks pembengkakan dan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR di dalam minyak IRM 903 selama 70 jam
72
Rajah 3. 10 Hubungan antara indeks pembengkakan dan komposisi adunan untuk adunan PVCv/NBR, PVCr/NBR dan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR di dalam toluena selama 46 jam
73
Rajah 3. 11 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/NBR : 80/20 ( pembesaran 200X)
75
Rajah 3. 12 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/NBR : 50/50 (pembesaran 200X)
75
Rajah 3. 13 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/NBR : 20/80 (pembesaran 200X)
76
Rajah 3. 14 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR : 80/20 ( pembesaran 200X)
76
Rajah 3. 15 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR : 50/50 ( pembesaran 200X)
77
Rajah 3. 16 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR : 20/80 ( pembesaran 200X)
77
Rajah 3. 17 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR : 80/20 (pembesaran 200X)
78
Rajah 3. 18 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR : 50/50 (pembesaran 200X)
78
Rajah 3. 19 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil 79
xii
pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR : 20/80 (pembesaran 200X)
Rajah 3. 20 Lengkungan TGA untuk adunan PVCv/NBR
86
Rajah 3. 21 Lengkungan TGA untuk adunan PVCr/NBR
86
Rajah 3. 22 Lengkungan TGA untuk pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR
87
Rajah 4. 1 Kesan perubahan tork pada penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
91
Rajah 4. 2 Kestabilan tork melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
92
Rajah 4. 3 Tenaga mekanik melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
92
Rajah 4. 4 Kekuatan tensil melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
94
Rajah 4. 5 Modulus 100% melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
94
Rajah 4. 6 Pemanjangan pada takat putus melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
95
Rajah 4. 7 Indeks pembengkakan melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR di dalam minyak IRM 903 selama 70 jam
96
Rajah 4. 8 Indeks pembengkakan melawan komposisi adunan bagi penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR di dalam toluena selama 46 jam
97
Rajah 4. 9 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/PVCr/NBR : 60/0/40 ( pembesaran 200X)
98
Rajah 4. 10 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/PVCr/NBR : 40/20/40 ( pembesaran 200X)
98
Rajah 4. 11 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/PVCr/NBR : 30/30/40 ( pembesaran 200X)
99
Rajah 4. 12 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/PVCr/NBR :20/40/40 ( pembesaran 200X)
99
xiii
Rajah 4. 13 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCv/PVCr/NBR : 0/60/40 ( pembesaran 200X)
100
Rajah 4. 14 Plot log-log hubungan tork melawan halaju rotor untuk adunan PVCv/PVCr/NBR
106
Rajah 4. 15 Plot log-log hubungan tegasan ricih melawan kadar ricih untuk adunan PVCv/PVCr/NBR
106
Rajah 4. 16 Plot log-log hubungan kelikatan ketara melawan kadar ricih untuk adunan PVCv/PVCr/NBR
107
Rajah 4. 17 Plot log-log hubungan kelikatan ketara 1/T (10-3K) melawan halaju rotor untuk adunan PVCv/PVCr/NBR
107
Rajah 5. 1 Perubahan tork terhadap masa untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
113
Rajah 5. 2 Kestabilan tork melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
114
Rajah 5. 3 Tenaga mekanik melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
115
Rajah 5. 4 Kekuatan tensil melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
116
Rajah 5. 5 Modulus 100% melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
116
Rajah 5. 6 Pemanjangan pada takat putus melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
117
Rajah 5. 7 Indeks pembengkakan melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR dalam toluena selama 46 jam
119
Rajah 5. 8 Indeks pembengkakan melawan kepekatan sulfur untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR dalam minyak IRM 903 selama 70 jam
119
Rajah 5. 9 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR tanpa kehadiran sulfur (pembesaran 200X)
120
Rajah 5. 10 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR dengan kepekatan sulfur 0.4 bsg (pembesaran 200X)
120
Rajah 5. 11 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR dengan kepekatan sulfur 0.8 bsg (pembesaran 200X)
121
Rajah 5. 12 Lengkungan TGA bagi pemvulkanan dinamik ke atas 124
xiv
adunan PVCv/PVCr/NBR dengan kepekatan sulfur berbeza
Rajah 5. 13 Plot log-log hubungan tork melawan halaju rotor untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
125
Rajah 5. 14 Plot log-log hubungan tegasan ricih melawan kadar ricih untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
126
Rajah 5. 15 Plot log-log hubungan kelikatan ketara melawan kadar ricih untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
127
Rajah 5. 16 Plot log-log hubungan kelikatan ketara 1/T (10-3K) melawan halaju rotor untuk kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCv/PVCr/NBR
128
Rajah 6. 1 Perubahan tork terhadap masa bagi adunan PVCr/NBR+ MAH
136
Rajah 6. 2 Perubahan tork terhadap masa bagi kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
136
Rajah 6. 3 Kestabilan tork melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
137
Rajah 6. 4 Tenaga mekanik melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, dan kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
137
Rajah 6. 5 Kekuatan tensil melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
139
Rajah 6. 6 Modulus 100% melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, dan kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
140
Rajah 6. 7 Pemanjangan pada takat putus melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
140
Rajah 6. 8 Indeks pembengkakan melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, dan kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH di dalam toluena selama 46 jam
142
Rajah 6. 9 Indeks pembengkakan melawan komposisi adunan bagi adunan PVCr/NBR, PVCr/NBR + MAH, dan kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR +
142
xv
MAH di dalam minyak IRM 903 selama 70 jam
Rajah 6. 10 Spektrum FTIR bagi adunan PVCr/NBR
144
Rajah 6. 11 Spektrum FTIR bagi adunan PVCr/NBR + MAH
145
Rajah 6. 12 Spektrum FTIR bagi kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
145
Rajah 6. 13 Mekanisme tindak balas antara maleik anhidrida (MAH) dengan PVCr dan NBR
146
Rajah 6. 14 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR (80/20) (pembesaran 200X)
148
Rajah 6. 15 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR (50/50) (pembesaran 200X)
148
Rajah 6. 16 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR (20/80) (pembesaran 200X)
149
Rajah 6. 17 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + MAH (80/20) (pembesaran 200X)
149
Rajah 6. 18 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + MAH (50/50) (pembesaran 200X)
150
Rajah 6. 19 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + MAH (20/80) (pembesaran 200X)
150
Rajah 6. 20 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil bagi kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR + MAH (80/20) (pembesaran 200X)
151
Rajah 6. 21 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR + MAH (50/50) (pembesaran 200X)
151
Rajah 6. 22 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil kesan pemvulkanan dinamik adunan PVCr/NBR + MAH (20/80) (pembesaran 200X)
152
Rajah 6. 23 Lengkungan TGA bagi adunan PVCr/NBR
157
Rajah 6. 24 Lengkungan TGA bagi adunan PVCr/NBR + MAH
157
Rajah 6. 25 Lengkungan TGA bagi kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH
158
Rajah 6. 26 Kekuatan tensil bagi kesan pelbagai pengserasi dan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
160
Rajah 6. 27 Modulus 100% bagi kesan pelbagai pengserasi dan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas
161
xvi
adunan PVCr/NBR (50/50)
Rajah 6. 28 Mekanisme tindak balas antara asid akrilik (AAc) dengan PVCr dan NBR
162
Rajah 6. 29 Spektrum FTIR bagi adunan PVCr/NBR + AAc
162
Rajah 6. 30 Mekanisme tindak balas antara asid maleik (MAc) dengan PVCr dan NBR
163
Rajah 6. 31 Spektrum FTIR bagi adunan PVCr/NBR + MAc
164
Rajah 6. 32 Pemanjangan pada takat putus bagi kesan pelbagai pengserasi dan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
165
Rajah 6. 33 Indeks pembengkakan bagi kesan pelbagai pengserasi dan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50) di dalam minyak IRM 903 selama 70 jam
167
Rajah 6. 34 Indeks pembengkakan bagi kesan pelbagai pengserasi dan gabungan pemvulkanan dinamik dan pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50) di dalam toluena selama 46 jam
168
Rajah 6. 35 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR (50/50)
170
Rajah 6. 36 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + MAH (50/50)
170
Rajah 6. 37 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + AAc (50/50)
171
Rajah 6. 38 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil adunan PVCr/NBR + MAc (50/50)
171
Rajah 6. 39 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH (50/50)
172
Rajah 6. 40 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + AAc (50/50)
172
Rajah 6. 41 Mikrograf SEM bagi permukaan rekahan tensil kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAc (50/50)
173
Rajah 6. 42 Lengkungan TGA bagi kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR
179
Rajah 6. 43 Lengkungan TGA bagi kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan
179
xvii
PVCr/NBR
Rajah 6. 44 Plot log-log hubungan tork melawan halaju rotor untuk kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
181
Rajah 6. 45 Plot log-log hubungan tegasan ricih melawan kadar ricih untuk kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
182
Rajah 6. 46 Plot log-log hubungan kelikatan ketara melawan kadar ricih untuk kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
182
Rajah 6. 47 Plot log-log hubungan kelikatan ketara 1/T (10-3K) melawan halaju rotor untuk kesan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
183
Rajah 6. 48 Plot log-log hubungan tork melawan halaju rotor untuk kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
189
Rajah 6. 49 Plot log-log hubungan tegasan ricih melawan kadar ricih untuk kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
189
Rajah 6. 50 Plot log-log hubungan kelikatan ketara melawan kadar ricih untuk kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
190
Rajah 6. 51 Plot log-log hubungan kelikatan ketara 1/T (10-3K) melawan halaju rotor untuk kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi ke atas adunan PVCr/NBR (50/50)
190
xviii
SENARAI SIMBOL ∆G Tenaga Gibbs ∆H Entalpi ∆S Entropi Eb Pemanjangan pada takat putus M100 Modulus 100% Ea Tenaga pengaktifan n Indeks hukum kuasa Tm Suhu peleburan Tg Suhu peralihan kaca τ Tegasan ricih
Kadar ricih
η Kelikatan Tf Tork pelakuran tf Masa pelakuran ts Masa keseimbangan td Masa degradasi τy Tegasan alah K,C Pemalar S Halaju rotor M Tork
xix
SENARAI SINGKATAN
PVC Poli(vinil klorida)
NBR Getah akrilonitril butadiena
NR Getah asli
NMR Resonan magnetik nuklear
SBR Getah stirena butadiena
MPa Mega paskal
TPU Termoplastik poliuretana
PP Polipropilena
RRP Serbuk getah kitar semula
EPDM Getah etilena-propilena-diena
BR Getah butadiena
ETP Elastomer termoplastik
TEO Elastomer termoplastik olefin
ENR Getah asli terepoksida
SEM Mikroskop penskanan elektron
TGA Analisis termogravimetri
PE Polietilena
PS Polistirena
TPV Elastomer termoplastik tervulkan
FTIR Sinaran Infra Merah Fourier
ABS Akrilonitril butadiena stirena
LLDPE Polietilena linear berketumpatan rendah
PMMA Poli metil metakrilat
PCl Polikaprolakton
CR Getah kloroprena
xx
AVM Monomer vinil aromatik
SAN Stirena akrilonitril
AA-g-PP Polipropilena tercantum asid akrilik
MA-g-PP Polipropilena tercantum maleik anhidrida
PP-g-GMA Polipropilena tercantum glisil metakrilat
MAc Asid maleik
AAc Asid akrilik
MAH Maleik anhidrida
PET Polietilena tereftalat
PVCv Poli(vinil klorida) baru
PVCr Poli(vinil klorida) kitar semula
PC Poli(karbonat)
PPEAA Poli(propilena-etilena asid akrilik)
HIPS Polistirena hentaman tinggi
TMTD Tetrametiltiuram disulfida
MBTS Metilbenzotiazil disulfida
ZnO Zink oksida
Ph-PP Polipropilena tercantum fenolik
PBT Poli(butil tereftalat)
PE-g-MA Polietilena tercantum maleik anhidrida
DSC Permeteran kalori pengimbasan kebezaan
HDPE Polietilena berketumpatan tinggi
NR-g-MAH Getah asli tercantum maleik anhidrida
bsg Berat per seratus getah
μm Mikrometer
mm Milimeter
ABS-g-MAH
Akrilonitril butadiena stirena tercantum maleik anhidrida
xxi
xxi
SENARAI LAMPIRAN
Muka surat
1.1 Abstrak Jurnal “Polymer Testing “ 235 1.2 Abstrak Jurnal “Prog. In Rubber, Plastic Recycling
Technology” 236
1.3 Abstrak Jurnal “Polymer Plastics Technology and Engineering”
237
1.4 Abstrak Jurnal “Applied Polymer Science” 238 1.5 Abstrak Jurnal “Iranian Polymer” 239 1.6 Abstrak Jurnal “Prog. In Rubber, Plastics Recycling
Technology” 240
1.7 Abstrak daripada “National Symposium on Polymeric Materials 2002, UTM, Skudai, Johor”.
241
1.8 Abstrak daripada “Electron Microscopy Society Conference, Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003”.
242
1.9 Abstrak daripada “Electron Microscopy Society Conference, Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003”.
243
1.10 Abstrak daripada “Chemical Engineering Conference, USU, Medan, Indonesia. 2003”.
244
1.11 Abstrak daripada “Materials, Mineral, and Environmental, Penang, Malaysia. 2003”. (International Conferences)
245
1.12 Abstrak daripada “International Material Technology Conference & Exhibition, Kuala Lumpur, 2004”.
246
1.13 Abstrak daripada “Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004”.
247
1.14 Abstrak daripada “Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004”.
248
1.15 Abstrak daripada “Materials Eng. Conference ITB, Bandung, Indonesia. 2004”.
249
1.16 Abstrak daripada “National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers, Penang, Malaysia. 2004”.
250
1.17 Abstrak daripada “National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers, Penang, Malaysia. 2004”.
251
1.18 Abstrak daripada “National Colloquium of Chemical Eng., Penang, Malaysia. 2004”.
252
1.19 Abstrak daripada “Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004”.
253
1.20 Abstrak daripada “Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004”.
254
1.21 Abstrak daripada “The International Conference on Recent Advances in Mechanical & Materials Engineering, 30-31 May 2005, Kuala Lumpur, Malaysia”
255
xxii
SENARAI PENERBITAN DALAM JURNAL ANTARABANGSA
1.1 Ismail, H., Supri, dan Mohd. Yusof, A. M. “ Properties of virgin poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCv/NBR) and waste poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCw/NBR) blends : The effect of blend composition and dynamic vulcanization. Polym. Plast. Technol. and Eng., 43 (3), 695-711, 2004.
1.2 Ismail, H., Supri, dan Mohd. Yusof, A. M. “ Properties of dynamically
vulcanized of virgin poly(vinyl chloride) / recycled poly(vinyl chloride/ acrylonitrile butadiene rubber (PVCv/PVCr/NBR) blends. Prog. In Rubber Plast. and Recycling Technology, 20 (3), 201-211, 2004.
1.3 Ismail, H., Supri, dan Mohd. Yusof, A. M. “ Blends of waste poly(vinyl
chloride) / acrylonitrile butadiene rubber (PVCw/NBR) : The effect of maleic anhydride (MAH). Polymer Testing, 23, 675-683, 2004.
1.4 Ismail, H., Supri, dan Mohd. Yusof, A. M. “ Properties of the effect of
acrylic acid (AAc) of recycled poly(vinyl chloride/ acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Journal of Applied Polymer Science, 96, 2181-219, 2005.
1.5 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Properties of recycled
poly(vinyl chloride/ acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends : The effect of maleic acid (MAc)”. Prog. In Rubber Plast. and Recycling Technology, 21, 85-100.
1.6 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ The effect of glycidyl
methacrylate of recycled poly(vinyl chloride/ acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Iranian Polymer Journal. Diterima dan dalam proses penerbitan.
xxiii
SENARAI PENERBITAN DALAM SEMINAR
1.1 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Comparison studies on processability and swelling behaviour of PVCv/NBR and PVCw/NBR blends”. Proc. of National Symposium on Polymeric Materials, UTM, Johor, Malaysia. 2002
1.2 Supri, Ismail, H., Mohd. Yusof, A. M., dan N. M. Surdia.” Mechanical and
thermal stability of polyurethanes derived from lignin of Merantee wood with polyethylene glycol (PEG)”. Proc. of National Symposium on Polymeric Materials, UTM. Johor, Malaysia. 2002
1.3 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Mechanical and
morphological properties of dynamically vulcanized PVCv/PVCr/NBR blends”. Proc. of Electron Microscopy Society, Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003.
1.4 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Properties of
PVCv/PVCr/NBR blends”. Proc. of Electron Microscopy Society. Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003.
1.5 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Mechanical and thermal
stability of PVCv/NBR and PVCr/NBR blends: effect of blend composition and dynamic vulcanization”. Proc. of Chemical Engineering, USU, Medan, Indonesia. 2003
1.6 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Mechanical and
morphological properties of TPOs based on PVCv/NBR and PVCr/NBR blends”. Proc. of Materials, Mineral, and Environmental, Penang, Malaysia. 2003. ( International Conferences)
1.7 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ The effect of maleic
anhydride on mechanical, swelling behaviour, and morphological properties of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Proc. of 4 th International Material Technology Conference & Exhibition, Kuala Lumpur, 2004.
1.8 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ The effect of MAH on
Processability, Thermal properties and oil resistance of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Proc. of Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004.
1.9 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Processability, thermo-
oxidative ageing and oil resistance of dynamically vulcanized PVCv/PVCr/NBR blends”. Proc. of Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004.
1.10 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ The effect of maleic acid
(MAc) on properties of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene
xxiv
rubber (PVCr/NBR) blends”. Proc. of Materials Eng., ITB, Bandung, Indonesia. 2004.
1.11 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Thermal stability and
swelling behaviour of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends: Effects of dynamic vulcanization and maleic anhydride”. Proc. of National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers, Penang, Malaysia. 2004.
1.12 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ The effect of Acrylic acid on
thermal stability, mechanical properties and swelling behaviour of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Proc. of National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers, Penang, Malaysia. 2004
1.13 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “Properties of recycled
poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends: Effect of glycidyl methacrylate (GMA). Proc. of Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004.
1.14 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Effects of dynamic
vulcanization and maleic anhydride on mechanical properties and morphology of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends”. Proc. of Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004.
1.15 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M., “ Mechanical properties and
thermal stability of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends: The effect of maleic acid (MAc)”. Proc. of National Colloquium of Chemical Eng., Penang, Malaysia. 2004.
1.16 Supri, Ismail, H., dan Mohd. Yusof, A. M.,”Characterizations of recycled
poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCr/NBR) blends : Effect of dynamic vulcanization and acrylic acid”. Proceedings of the International Conference on Recent Advances in Mechanical & Materials Engineering, 30-31 May 2005, Kuala Lumpur, Malaysia.
xxv
KAJIAN SIFAT-SIFAT ADUNAN POLI(VINIL KLORIDA) KITAR
SEMULA/GETAH AKRILONITRIL BUTADIENA DAN ADUNAN
POLI(VINILKLORIDA) BARU/ POLI(VINIL KLORIDA) KITAR
SEMULA/GETAH AKRILONITRIL BUTADIENA
ABSTRAK
Elastomer termoplastik (ETP) bagi adunan poli(vinil klorida) kitar semula / getah
akrilonitril butadiena (PVCr/NBR) dan adunan poli(vinil klorida) baru / poli(vinil klorida)
kitar semula / getah akrilonitril butadiena (PVCv/PVCr/NBR) telah dikaji. Adunan
disediakan dengan menggunakan pencampur dalaman Haake Rheomix Polydride
R600/610. Keadaan pemprosesan adunan pada suhu 1500C, kadar putaran rotor 50
rpm dan masa pengadunan selama 9 minit dan 11 minit untuk kesan pemvulkanan
dinamik merupakan parameter pemprosesan yang telah ditentukan. Kesan
pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR telah meningkatkan kekuatan tensil,
modulus 100% (M100), kestabilan tork, tenaga mekanik, ketahanan terhadap
pembengkakan dan kestabilan termal kecuali sifat penuaan dan suhu peralihan kaca,
Tg berbanding adunan poli(vinil klorida) kitar semula / getah akrilonitril butadiena
(PVCr/NBR) dan adunan poli(vinil klorida) baru/getah akrilonitril butadiena
(PVCv/NBR). Kesan penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan
PVCv/PVCr/NBR menunjukkan peningkatan terhadap kestabilan tork, tenaga mekanik
dan sifat penuaan dengan meningkatnya kandungan PVCr di dalam adunan. Didapati
kekuatan tensil, modulus 100%, ketahanan terhadap pembengkakan, dan suhu
peralihan kaca menunjukkan peningkatan berbanding adunan PVCv/PVCr/NBR
(0/60/40). Sifat-sifat pemvulkanan dinamik bagi adunan PVCv/PVCr/NBR telah dikaji
dengan menggunakan kepekatan sulfur yang semakin meningkat. Didapati bahawa
sambung silang dinamik telah meningkatkan kekuatan tensil, modulus 100%,
xxvi
kestabilan tork, tenaga mekanik, pengurangan pada penyerapan toluena dan minyak
IRM 903, dan kestabilan termal. Keseluruhan sifat-sifat ini meningkat dengan
meningkatnya kepekatan sulfur di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR kecuali
pemanjangan pada takat putus. Pemvulkanan dinamik untuk adunan PVCv/PVCr/NBR
menunjukkan sifat penuaan yang buruk pada suhu 700C selama 168 jam. Kajian
mikroskop elektron penskanan (SEM) menunjukkan bahawa kehadiran sambung
silang pada fasa NBR telah menghadkan pergerakan rantai adunan sehingga
memerlukan tenaga yang besar bagi kegagalan katastropik berbanding adunan yang
tidak tersambung silang. Kehadiran pelbagai pengserasi seperti maleik anhidrida
(MAH), asid akrilik (AAc), dan asid maleik (MAc) di dalam adunan PVCr/NBR telah
meningkatkan kestabilan tork dan tenaga mekanik dalam pemprosesannya, kekuatan
tensil, modulus 100%, dan suhu peralihan kaca, Tg. Manakala sifat penuaan,
pemanjangan pada takat putus dan kestabilan termal menurun berbanding adunan
PVCr/NBR tanpa pengserasi. Pemeriksaan morfologi menggunakan SEM
menunjukkan interaksi antara PVCr dengan fasa NBR adalah lebih baik dengan
kehadiran garis-garis cabikan. Walau bagaimanapun pada komposisi yang sama,
kesan gabungan pemvulkanan dinamik dan pelbagai pengserasi telah menunjukkan
sifat-sifat mekanik, ketahanan terhadap pembengkakan dan sifat termal adalah lebih
tinggi berbanding adunan PVCr/NBR hanya dengan penambahan pengserasi.
Pemeriksaan morfologi menunjukkan bahawa kehadiran rangkaian sambung silang
membolehkan adunan diterikkan pada kadar yang lebih tinggi berbanding adunan
yang tidak tersambung silang. Kesan penambahan maleik anhidrida (MAH) di dalam
adunan telah menunjukkan peningkatan kekuatan tensil, ketahanan terhadap
pembengkakan, dan kestabilan termal berbanding asid maleik dan asid akrilik.
Manakala penggunaan asid maleik telah meningkatkan modulus 100% dan
pemanjangan pada takat putus. Keputusan dari kajian FTIR menunjukkan berlakunya
cantuman antara PVCr dengan NBR di dalam adunan PVCr/NBR dengan kehadiran
pengserasi. Ini adalah bukti yang menunjukkan peningkatan interaksi antara PVCr dan
xxvii
NBR. Kajian mikroskop elektron penskanan (SEM) jelas menunjukkan bahawa
interaksi antara PVCr-MAH-NBR lebih baik dengan kehadiran garis-garis cabikan
lebih banyak berbanding adunan PVCr/NBR + AAc dan PVCr/NBR + MAc. Kajian
reologi menggunakan Haake Rheometer telah digunakan untuk mengkaji kesan
parameter penyebatian ke atas sifat-sifat reologi adunan. Sifat-sifat reologi bagi kesan
penggantian separa PVCv dengan PVCr di dalam adunan PVCv/PVCr/NBR
menunjukkan kelikatan ketara meningkat dengan meningkatnya kandungan PVCr di
dalam adunan. Manakala untuk kesan pemvulkanan dinamik ke atas adunan
PVCv/PVCr/NBR menunjukkan peningkatan terhadap tegasan ricih, tork dan
kelikatan ketara dengan meningkatnya kepekatan sulfur dalam adunan. Kesan dinamik
adunan telah menunjukkan sifat pseudoplastik dan alirannya bersifat bukan Newtonian.
Kehadiran maleik anhidrida dan asid maleik di dalam adunan PVCr/NBR (50/50)
menunjukkan peningkatan kelikatan ketara dan nilai tenaga pengaktifan, Ea yang
rendah berbanding adunan PVCr/NBR + AAc. Untuk tegasan ricih yang sama,
pemvulkanan dinamik ke atas adunan PVCr/NBR + MAH dan PVCr/NBR + MAc
menunjukkan tenaga pengaktifan adalah lebih tinggi daripada pemvulkanan dinamik
adunan PVCr/NBR + AAc. Untuk sifat reologi didapati peningkatan dalam ketumpatan
sambung silang menghalang aliran tetapi kesan ini tidak kelihatan pada kadar ricih
dan tegasan ricih yang tinggi. Seperti cecair polimer biasa, leburan PVCr/NBR adalah
pseudoplastik dengan nilai n < 1 dan ianya menunjukkan aliran bersifat bukan
Newtonian.
xxviii
PROPERTIES OF RECYCLED POLY(VINYL CHLORIDE)/ ACRYLONITRILE
BUTADIENE RUBBER BLENDS AND VIRGIN POLY(VINYL CHLORIDE) /
RECYCLED POLY(VINYL CHLORIDE) / ACRYLONITRILE BUTADIENE
RUBBER BLENDS
ABSTRACT
Recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber ( PVCr/NBR) blends
and virgin poly(vinyl chloride)/recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber
(PVCv/PVCr/NBR) thermoplastic elastomers blends were studied. The blends were
melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R600/610. The processing conditions of
temperature at 1500C, rotation speed at 50 rpm and mixing time at 9 minutes and 11
minutes for dynamic vulcanization system were investigated. The results indicated that
at a similar blend composition, dynamically vulcanized PVCr/NBR blends have higher
tensile strength, stress at 100% elongation (M100), stabilization torque, mechanical
energy, swelling resistance and thermal stability but lower ageing resistance and glass
transition temperature, Tg than virgin poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber
(PVCv/NBR) and PVCr/NBR blends. The effect of partial replacement of PVCv with
PVCr in PVCv/PVCr/NBR blends improved the stabilization torque, mechanical
energy, and ageing resistance with increasing PVCr content of the blends. Partial
replacement of PVCv with PVCr also increased tensile strength, stress at 100%
elongation, oil and toluene resistance and glass transition temperature compared to
PVCv/PVCr/NBR blends (0/60/40). Properties of dynamically vulcanized virgin
poly(vinyl chloride)/recycled poly (vinyl chloride)/ acrylonitrile butadiene rubber
(PVCv/PVCr/NBR) with different sulphur concentration were investigated. Results
show that tensile strength, stress at 100% elongation, stabilization torque, mechanical
xxix
energy, swelling resistance in toluene and oil, and thermal stability, all increased with
increasing sulphur concentration, but elongation at break exhibited the opposite trend.
Dynamically vulcanized PVCv/PVCr/NBR also showed poor ageing resistance at 700C
for 168 hours. Scanning electron microscopy (SEM) examination of the tensile fracture
surfaces of PVCv/PVCr/NBR blends indicated that a higher energy is needed to cause
catastrophic failure as the sulphur concentration increased. The presence of various
compatibilizers such as maleic anhydride (MAH), acrylic acid (AAc) and maleic acid
(MAc) in PVCr/NBR blends have increased stabilization torque, mechanical energy,
tensile strength, stress at 100% elongation and glass transition temperature but
lowered the elongation at break (Eb), ageing resistance and thermal stability compared
to PVCr/NBR blends without compatibilizers. The scanning electron microscopy (SEM)
study of tensile fracture surfaces of the blends indicated that the presence of various
compatibilizers increased interfacial interaction between PVCr and NBR phases is
better interaction with many tear lines. However, at a similar blend composition, the
effects of various compatibilizer and dynamic vulcanization of PVCr/NBR blends
showed mechanical properties (tensile strength, stress at 100% elongation and
elongation at break), swelling resistance and thermal stability that were superior to
PVCr/NBR blends only subjected to the addition of compatibilizers. SEM examination
of the tensile fracture surfaces showed that crosslinked blends could be strained
higher than blends without crosslink. The addition of maleic anhydride (MAH) to
PVCr/NBR blends improved the tensile strength, swelling resistance and thermal
stability better than the addition of acrylic acid (AAc) and maleic acid (MAc). However,
at a similar blend ratio, the presence of maleic acid (MAc) increased the stress at
100% elongation and elongation at break of blends. Results from FTIR studies
revealed that interaction adhesion in PVCr/NBR blends with the addition of
compatibilizer. This is a direct evidence of the nature of specific intermolecular
interaction between PVCr with NBR phases. Scanning electron microscopy (SEM)
examination of the tensile fracture surfaces of blends indicates that interaction
xxx
adhesion between PVCr-MAH-NBR improved compatibility with many tear lines and
more homogeneous blends than PVCr/NBR + MAc and PVCr/NBR + AAc blends.
Rheological studies involving the Haake Rheometer were used to evaluate the effect
of compounding parameter on the rheological properties of the blends. Rheological
properties of blends where PVCv was partially replaced by PVCr in the
PVCv/PVCr/NBR blends showed that the apparent viscosity, torque, activation energy
and shear stress increased with increasing the PVCr content of the blends. In
dynamically vulcanized PVCv/PVCr/NBR blends, the shear stress, torque and apparent
viscosity are found to increase with increasing sulphur concentration. Effect of dynamic
vulcanization of blends exhibited pseudoplastic and strong non-Newtonian flow. The
presence of maleic anhydride and maleic acid in PVCr/NBR (50/50) blends increase
apparent viscosity and decrease activation energy, Ea more than PVCr/NBR + AAc
blends. At a similar shear rate, dynamically vulcanized PVCr/NBR + MAH and
PVCr/NBR + MAc blends showed higher the Ea than dynamically vulcanized
PVCr/NBR + AAc. For rheological properties were found that increase in cross-link
density impeded flow although this effects is absent at higher shear rate and shear
stress. As typical polymeric liquids, the PVCr/NBR melts are pseudoplastic in nature
(n<1) and they also show non-Newtonian behaviour.
235
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan. 1.7 National Symposium on Polymeric Materials 2002, UTM, Skudai, Johor
Comparison studies of Processability and Swelling Behaviour of Waste Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber (PVCw/NBR) Blends and
Virgin Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber (PVCv/NBR) Blends
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia
Abstract : A Haake Rheometer was used to study the mixing characteristics of PVCv/NBR and PVCw/NBR blends. Two samples series were prepared for this purpose. In the first series, PVCv was blended with NBR, while in the second series, PVCw was also blended with NBR. Both blends were prepared at similar composition of 80/20, 60/40, 50/50, 40/60, and 20/80 ( wt/wt). The blends were melt mixed using a Haake Rheomix at 1500C and rotor speed of 50 rpm. Processability and swelling behaviour were determined and compared. The result shows that similar rubber content, PVCw/NBR blends exhibit higher torque than PVCv/NBR blends which indicated that PVCw/NBR need a higher mechanical energy to process than PVCv/NBR blends. Swelling behaviour study shows that PVCv/NBR blends have better oil and toluene resistance than PVCw/NBR blends.
236
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan
1. 8 Electron Microscopy Society Conference, Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003.
Mechanical and Morphological Properties of Dynamically Vulcanized Virgin Poly(vinyl chloride)/ Waste Poly(vinyl chloride)/ Acrylonitrile-Butadiene
Rubber/(PVCv/PVCw/NBR) Blends
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia
Abstarct: Dynamically vulcanized virgin poly (vinylchloride) / waste poly (vinylchloride)/ acrylonitrile-butadiene rubber (PVCv/ PVCw/NBR) blends were prepared in a Haake Rheomix Polydrive R600/610 coupled with a mixing attachment by melt mixing. The blends were prepared at 1500C and rotor speed of 50 rpm. Blend ratio of plastics (PVCv and PVCw) and rubber was fixed at 30:30:40 (wt %). Curatives concentration was steadily increased from 0 to 0.8 phr in order to study the vulcanization effect on the blends. The properties of PVCv/PVCw/NBR blends investigated include mechanical properties and morphological characteristics. Results show that the tensile strength increases with increasing sulfur concentration but elongation at break (Eb) exhibit opposite trend. Scanning electron microscopy (SEM) examination of the tensile fracture surface of PVCv/PVCw/NBR blends indicates that a higher energy is needed to cause catastrophic failure as sulfur concentration increases in the PVCv/PVCw/NBR blends.
237
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan
1. 9 Electron Microscopy Society Conference, Langkawi, Kedah, Malaysia. 2003.
Properties of Virgin Poly(vinyl chloride)/ Waste Poly(vinyl chloride)/
Acrylonitrile-Butadiene Rubber(PVCv/PVCw/NBR) Blends
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia
Abstract : Thermoplastic elastomer olefins (TEOs) were prepared by blending virgin poly(vinyl chloride), waste poly(vinyl chloride), and acrylonitrile-butadiene rubber. The blend was melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R 600/610 at 1500C and rotor speed of 50 rpm. The blend ratio of plastic and rubber was fixed at 60;40 (wt %). The effect of partial replacement of virgin PVC with waste PVC at a fixed plastic dominant on mechanical and morphological properties of PVCv/PVCw/NBR blends was examined. The results show that increasing waste PVC content in the PVCv/PVCw/NBR blends increased stress at 100% elongation (M100), comparable stress at peak, but reduced the elongation at break (Eb). However PVCw/NBR blends exhibit poorer properties. Scanning electron microscopy (SEM) examination of the tensile fracture surfaces of PVCv/PVCw/NBR blends shows rough surfaces with many tear lines.
238
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1. 10 Chemical Engineering Conference, USU, Medan, Indonesia. 2003 MECHANICAL PROPERTIES AND THERMAL STABILITY OF VIRGIN POLY(VINYL
CHLORIDE)/ACRYLONITRILE BUTADIENE RUBBER (PVCv/NBR) AND WASTE POLY(VINYL CHLORIDE)/ACRYLONITRILE BUTADIENE RUBBER (PVCw/NBR)
BLENDS : THE EFFECT OF BLEND COMPOSITION AND DYNAMIC VULCANIZATION
Supri, H. Ismail, and A. M. M. Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti
Sains Malaysia (USM), 14300, Penang, Malaysia
ABSTRACT: The effect of blend composition and dynamic vulcanization on mechanical properties and thermal stability of PVCv/NBR and PVCw/NBR blends were investigated. Blends were prepared in a Haake Rheometer at 1500C and a rotor speed of 50 rpm. It was found that PVCw/NBR blends have lower mechanical properties and thermal stability than PVCv/NBR blends. However dynamically vulcanized PVCw/NBR blends exhibit mechanical properties and thermal stability which are superior than PVCv/NBR and unvulcanized PVCw/NBR blends. The introduction of crosslink into elastomer phase is responsible for the enhancement of mechanical properties of dynamic vulcanized PVCw/NBR blends.
239
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar antarabangsa hasil daripada penyelidikan 1. 11 Materials, Mineral and Environmental (International Conferences), Penang,
Malaysia. 2003. Mechanical and Morphological Properties of Thermoplastic Elastomer Olefins
(TEOs) Based on Virgin Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber (PVCv/NBR) and Waste Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber
(PVCw/NBR) Blends
Supri *, H. Ismail , and A.A.M. Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng., Universiti Sains Malaysia, 14300, Engineering Campus, Penang, Malaysia
*Email : [email protected]
Abstract : Mechanical and morphological properties of the virgin poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCv/NBR) and waste poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCw/NBR) blends were studied. Blends were melt mixed using a Haake Poly Drive Rheomix R600/610 at a temperature of 1500C and a rotor speed of 50 rpm. Results indicated that the mechanical properties such as stress at peak increases with decreasing NBR content in the blend, but elongation at break increases with increasing NBR content. The PVCv/NBR blends have higher mechanical properties than PVCw/NBR blends. SEM examination of the tensile fracture surfaces of the PVCv/NBR blends indicated that higher energy is needed to cause catastrophic failure compared to PVCw/NBR blends.
240
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar antarabangsa hasil daripada penyelidikan
1.12 International Material Technology Conference & Exhibition, Kuala Lumpur, 2004.
The Effect of Maleic Anhydride On Mechanical, Swelling Behaviour, and Morphological Properties of Recycled Poly(vinyl chloride)/ Acrylonitrile
Butadiene-Rubber (PVCr)/ (NBR) Blends
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia
Abstract : The effect of maleic anhydride (MAH) on mechanical, swelling behaviour and morphological properties of recycled poly(vinyl chloride)/ acrylonitrile butadiene-rubber (PVCr)/ (NBR) blends were prepared. The blends were melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R 600/610 at 1500C and rotor speed of 50 rpm. Maleic anhydride (MAH) was used to improve the compatibility of PVCr/NBR blends. Virgin PVC/NBR blends were also prepared as comparison. It was found that PVCr/NBR + MAH blends exhibit higher stress at peak and stress at 100% elongation (M100) but lower elongation at break, Eb and swelling index than PVCr/NBR and PVCv/NBR blends. The scanning electron microscopy (SEM) study of tensile fracture surfaces of the blends indicate that the presence of MAH increased the interfacial interaction between recycled PVC and NBR phases thus improve compatibility between PVCr and NBR blends.
241
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1. 13 Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004.
Thermo-oxidative Ageing, Processability, and Oil Resistance of Dynamically Vulcanized PVCv/PVCr/NBR Blends
Supri *, H. Ismail , and A.A.M. Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng., Universiti Sains
Malaysia, 14300, Engineering Campus, Penang, Malaysia *Email : [email protected]
Abstract: A thermoplastic vulcanizate (TPV) of virgin poly(vinyl chloride)/recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile butadiene rubber (PVCv/PVCr/NBR) blends was prepared by dynamic vulcanization. The effect of sulfur concentration on processability, thermo-oxidative ageing, and oil resistance of PVCv/PVCr/NBR blends thermoplastic vulcanizate was investigated. The blends were prepared at 1500C and rotor speed of 50 rpm. Blend ratio of plastics (PVCv and PVCr) and rubber was fixed at 30:30:40 (wt %). Thermo-oxidative ageing studies were carried out by evaluating the mechanical properties before and after ageing in air oven at 700C for 168 h. Results show that before ageing the mixing torque, stabilization torque, mechanical energy, and oil resistance increase with increasing sulfur concentration. However after thermo-oxidative ageing, peak stress, stress at 100% elongation and elongation at break of PVCv/PVCr/NBR blends decrease. The retention of above properties reduced with increasing sulfur concentration in the PVCv/PVCr/NBR blends
242
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1.14 Regional Conference for Young Chemist. Penang, Malaysia. 2004.
The Effect of Maleic Anhydride On Processability, Thermal Properties and Oil Resistance of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber
(PVCr/NBR) Blends
Supri, H. Ismail and A.M.M Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng. 14300, Seri Ampangan, Seberang Perai Selatan, USM, Malaysia
Abstract :The effect of maleic anhydride (MAH) on processability, thermal properties and oil resistance of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile-butadiene rubber (PVCr/NBR) blends were studied. The blends were melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R 600/610 at 1500C and rotor speed of 50 rpm. Maleic anhydride (MAH) was used to improve the compatibility between recycled poly(vinyl chloride)(PVCr) and acrylonitrile-butadiene rubber (NBR). It was found that PVCr/NBR + MAH blends exhibit higher mixing torque, stabilization torque, mechanical energy and oil resistance than PVCr/NBR and virgin poly(vinyl chloride) PVCv/NBR blends. Thermal stability of the blends was determined by thermal gravimetry analysis (TGA). The results indicate that the presence of maleic anhydride has decreased thermal stability of PVCr/NBR blends. Overall results show that the maleic anhydride acted as compatibilizer in the PVCr/NBR blends which influenced the processability, thermal properties, and swelling behaviour.
243
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1.15 Materials Eng. Conference ITB, Bandung, Indonesia. 2004. The Effect of Maleic Acid (MAc) on Properties of Recycled Poly(vinyl chloride)/
Acrylonitrile-Butadiene Rubber (PVCr/NBR) Blends
Supri, H. Ismail, A. M. M Yusof and A. Ariffin
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng. 14300, Seri Ampangan, Seberang Perai Selatan, USM, Penang, Malaysia
Email : [email protected]
Abstract : The effect of maleic acid (MAc) on properties of recycled poly(vinyl chloride)(PVCr)/acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) blends and PVCv/NBR blends were investigated. Results indicate that the addition of maleic acid significantly improved PVCr/NBR blends properties. The scanning electron microscopy (SEM) study of tensile fracture surfaces of the blends indicate that the presence of maleic acid increased the interfacial interaction between recycled PVC and NBR phases thus improved compatibility between PVCr and NBR blends. Differential scanning calorimetry (DSC) of the blends indicated that the PVCr/NBR + MAc have higher Tg than PVCr/NBR and PVCv/NBR blends. However after thermo-oxidative ageing, stress at peak, stress at 100% elongation, and elongation at break of PVCr/NBR + MAc blends is lowest followed by PVCv/NBR and PVCr/NBR blends.
244
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1.16 National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers,
Penang, Malaysia. 2004.
Thermal Stability and Swelling Behaviour of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber (PVCr/NBR) Blends :
Effect of Dynamic Vulcanization and Maleic Anhydride (DVMAH)
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia. Email : [email protected]
Abstract : Blends of recycled poly(vinyl chloride) (PVCr) and acrylonitrile butadiene rubber (NBR) were prepared. The effects of dynamic vulcanization and maleic anhydride (DVMAH) on the thermal stability and swelling behaviour were investigated. The blends were melt mixed using a Haake Rheometer at temperature of 1500C and rotor speed of 50 rpm. PVCr/NBR and PVCr/NBR + MAH blends were also prepared as comparison. It was found that the dynamic vulcanization and maleic anhydride improved the oil and toluene resistance of PVCr/NBR + MAH blends. Thermal gravimetry analysis (TGA) of the blends indicates that the presence of sulfur as curative and maleic anhydride (MAH) has increased the thermal stability and decreased the weight loss of PVCr/NBR blends.
245
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1. 17 National Colloquium on Materials, Mineral Resources and Polymers,
Penang, Malaysia. 2004. The Effect of Acrylic Acid (AAc) on Thermal Stability, Mechanical Properties, and
Swelling Behaviour of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile-Butadiene Rubber (PVCr/NBR) Blends
Supri, H. Ismail, and A.M.M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti
Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia
Abstract : The effect of acrylic acid (AAc) on the thermal stability, mechanical properties, and swelling behaviour of the recycled poly(vinyl chloride) / acrylonitrile butadiene-rubber (PVCr /NBR) blends were studied. The blends were melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R 600/610 at temperature of 1500C and rotor speed of 50 rpm. Acrylic acid (AAc) was used to improve the compatibility of PVCr/NBR blends. Virgin PVC/NBR blends were prepared as comparison. It was found that PVCr/NBR + AAc blends exhibit higher stress at peak, stress at 100% elongation (M100) but lower elongation at break (Eb), and swelling index than PVCr/NBR and PVCv/NBR blends. However, thermal gravimetry analysis (TGA) of the blends show that the presence of acrylic acid (AAc) has decreased the thermal stability of PVCr/NBR blends.
246
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1.18 National Colloquium of Chemical Eng., Penang, Malaysia. 2004.
Mechanical Properties and Thermal Stability of Recycled Poly(vinyl chloride)(PVCr)/Acrylonitrile-Butadiene Rubber (NBR) Blends:
Effect of Maleic Acid (MAc)
Supri, H. Ismail and A. M. M Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng. 14300, Seri Ampangan, Nibong Tebal, USM, Penang, Malaysia
Abstract : Maleic acid (MAc) was used to improve the compatibility of recycled poly(vinyl chloride)(PVCr)/acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) blends. PVCv/NBR blends were also prepared as comparison. The blends were melt mixed using a Haake Rheomix Polydrive R 600/610 at temperature of 150oC and rotor speed of 50 rpm. It was found that the addition of maleic acid significantly improved PVCr/NBR blends properties. At a similar blend composition, the PVCr/NBR + MAc blends exhibit higher stress at peak, stress at 100% elongation (M100) but lower elongation at break than PVCr/NBR blends. The thermal gravimetry analysis (TGA) study of thermal stability of the blends indicates that the presence of maleic acid (MAc) has increased the thermal stability of PVCr/NBR blends.
247
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1. 19 Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004.
Properties of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile-Butadiene Rubber
(PVCr/NBR) Blends : Effect of Glycidyl Methacrylate (GMA)
Supri, H. Ismail and A. M. M Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng. 14300, Seri Ampangan, Seberang Perai Selatan, USM, Malaysia
Abstract : The effect of glycidyl methacrylate (GMA) on mechanical properties and morphology of recycled poly(vinyl chloride)/acrylonitrile-butadiene rubber (PVCr/NBR) blends was studied. The blends were prepared at 1500C and rotor speed of 50 rpm in an internal mixer. The glycidyl methacrylate was added at 4 phr of plastic. The PVCr/NBR blends (without GMA) were also prepared as comparison. It was found that the addition of GMA significantly improved properties of PVCr/NBR blends. At a similar blend composition, the PVCr/NBR + GMA blends show higher stress at peak and stress at 100% elongation (M100) but lower elongation at break than PVCr/NBR blends. The scanning electron microscopy (SEM) study of tensile fracture surfaces of the blends indicates that the presence of glycidyl methacrylate increased the interfacial interaction between recycled PVC and NBR phases thus improved compatibility between PVCr and NBR phases.
248
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar kebangsaan hasil daripada penyelidikan 1.20 Electron Microscopy Society. Bangi, Selangor, Malaysia. 2004. Effects of Dynamic Vulcanization and Maleic Anhydride (DVMAH) on Mechanical
and morphological Properties of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile-Butadiene Rubber (PVCr/NBR) blends
Supri, H. Ismail and A. M. M Yusof
Division of Polymer, School of Materials and Mineral Resources Eng. 14300, Seri Ampangan, Nibong Tebal, USM, Penang, Malaysia
Abstract : The effects of dynamic vulcanization and maleic anhydride (DVMAH) on mechanical and morphological properties of PVCr/NBR blends were prepared using a Haake Rheometer at 1500C and 50 rpm. PVCr/NBR and PVCr/NBR + MAH blends were prepared as comparison. The results indicated that at a similar blend composition, PVCr/NBR + MAH blends using sulfur as curative exhibit highest stress at peak and stress at 100% elongation, but lowest elongation at break, Eb than PVCr/NBR and PVCr/NBR + MAH blends. Scanning electron microscopy (SEM) examination of tensile fracture surfaces of dynamically vulcanized PVCr/NBR + MAH blends indicates that a highest energy is needed to cause catastrophic failure compared to PVCr/NBR and PVCr/NBR + MAH blends.
249
Abstrak kertas penyelidikan yang telah dibentangkan di persidangan/seminar antarabangsa hasil daripada penyelidikan 1.21 The International Conference on Recent Advances in Mechanical & Materials
Engineering, 30-31 May 2005, Kuala Lumpur, Malaysia.
Characterizations of Recycled Poly(vinyl chloride)/Acrylonitrile Butadiene Rubber (PVCr/NBR) blends : Effect of Dynamic Vulcanization and Acrylic acid
Supri, H. Ismail and A. M. M. Yusof
Polymer Division, School of Materials and Mineral Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia, 14300, Penang, Malaysia.
Abstract : The effects of dynamic vulcanization and acrylic acid (AAc) on mechanical properties and thermal stability of recycled poly(vinyl chloride) / acrylonitrile butadiene rubber ( PVCr/NBR ) blends were studied. The blends were melt mixed using a Haake Rheomix at temperature of 1500C and rotor speed of 50 rpm. The recycled poly(vinyl chloride) / acrylonitrile butadienen rubber (PVCr/NBR) blends were prepared as comparison. It was found that the presence of AAc and dynamic vulcanization system of PVCr/NBR blends exhibit higher stress at peak, stress at 100% elongation (M100) and thermal stability but lower elongation at break than PVCr/NBR blends.
1
BAB 1 PENDAHULUAN DAN TINJAUAN PERPUSTAKAAN
1. 1 Pendahuluan
1. 1. 1 Pengitaran Semula Plastik
Poli(vinil klorida) (PVC) adalah satu daripada jenis poliolefin, seperti
polipropilena (PP), polietilena (PE), dan polistirena (PS). PVC merupakan salah satu
bahan polimer yang banyak digunakan daripada pelbagai jenis plastik dan dihasilkan
lebih daripada 50 tahun yang lalu. Poli(vinil klorida) terbahagi kepada dua iaitu PVC
kaku (60%) dan PVC lentur (34%) telah digunakan di dalam industri reka bentuk dan
bangunan (52%), pembungkusan makanan (17%), elektrik (9%), automotif (3%), dan
pakaian (3%) ( Brebu et al., 2000).
Selain itu, PVC juga dapat digunakan di dalam pembuatan bahan-bahan
keperluan setiap hari antaranya, paip, perabot, tingkap, kepingan tipis, botol, kabel,
dan bahan untuk lantai. Walaupun penggunaan dan penghasilan bahan plastik telah
berkembang mengikuti perkembangan teknologi pada masa ini, pembuangan plastik-
plastik tersebut telah menimbulkan masalah yang serius terhadap persekitaran.
Penggunaan semula plastik telah berkembang sehingga keperolehan plastik dalam
bentuk campuran dengan plastik lain sebagai bahan tahan api, botol, kabel dan
sebagainya. Pirolisis PVC dapat menghasilkan hidrokarbon terklorinasi, yang hampir
sama seperti sebatian klorobenzena, poliklorinasi dibenzodioksin, dibenzofuran, dan
bifenil yang merupakan bahan-bahan yang sangat berbahaya (toksik).
Pelbagai kajian telah dibuat untuk pengitaran semula plastik. Paci dan La
Mantia (1999) mengkaji tentang kesan penambahan PVC di dalam poli(etilena
tereptalat) kitar semula. Mereka melaporkan bahawa kesan penambahan PVC dengan
2
kandungan tidak lebih 100 ppm dapat mengurangi degradasi dan poliester terklorinasi
(PET).
Brebu et al. (2000) pula telah mengkaji sifat penuaan PVC untuk kabel
elektrik. Mereka melaporkan bahawa PVC kitar semula mempunyai berat molekul
yang lebih besar jika dibandingkan dengan PVC baru dan kestabilan termalnya
adalah mengikuti turutan kitar semula jaket PVC < kitar semula kabel elektrik PVC<
PVC baru < kabel PVC baru. Selain daripada itu Camacho dan Karlsson (2002) telah
mengkaji sifat termal dan kestabilan termal daripada adunan kitar semula PP/HDPE.
Mereka melaporkan bahwa adunan kitar semula PP/HDPE adalah tidak serasi,
mekanisme oksidasi PP dan HDPE pada fasa yang sama adalah berbeza dan HDPE
mengalami oksidasi bermula pada fasa permukaan PP-HDPE.
Keinginan untuk meneliti dan mengkaji tentang adunan kitar semula telah
dilaporkan oleh Bertin dan Robin (2002). Mereka melaporkan bahawa adunan kitar
semula PP/LDPE menggunakan pelbagai pembolehserasi seperti etilena-propilena-
diena monomer (EPDM), etilena-propilena-kopolimer (EPM), dan PE-g-poli (2 metil-1,
3 butadiena) dapat meningkatkan sifat-sifat mekanik dan kekuatan hentaman adunan
PP/LDPE.
1. 1. 2 Keperluan Untuk Penggunaan Semula
Peningkatan bahan-bahan buangan plastik sangat banyak dan begitu
ketara daripada industri dan perbandaran. Bahan-bahan buangan plastik tidak akan
mengalami biodegradasi dan ini menjadi sebab utama berlakunya pencemaran
persekitaran yang serius sampai pada saat ini (Bisio dan Xanthos, 1994). Sifat
elastomer termoplastik yang boleh melebur pada suhu tinggi dapat mengurangkan
skrap dan sisa-sisa buangan melalui pengitaran semula.
3
Hasil sampingan penghasilan daripada industri pemprosesan dapat
diguna semula untuk pengeluaran produk dalam kilang yang sama (Jansson et al.,
2003 & 2004). Sepertimana penggunaan semula dan pemprosesan mana-mana
buangan, terdapat dua masalah utama yang perlu untuk dipertimbangkan,
1. penggumpulan produk kepada kawasan buangan yang tertentu
2. keperluan apa yang harus dilakukan terhadap produk buangan
Akhir-akhir ini, pertumbuhan sangat pesat dalam pengeluaran pukal polimer dan
penggunaannya dalam industri plastik telah diperhatikan. Pelbagai usaha berterusan
telah dijalankan untuk meningkatkan mutu bahan berasaskan elastomer termoplastik
dan memanjangkan hayat operasinya. Sifat fizik dan mekanik berasaskan polimer
dan komponen lain, hanya mengalami sedikit perubahan sahaja daripada ciri-ciri
asalnya. Maka usaha untuk teknik penggunaan semula tanpa degradasi dalam kualiti
adalah penting. Antara yang berguna adalah penggunaan semula bahan berasaskan
polimer daripada partikel plastik dan getah yang telah digunakan.
Pelbagai kajian telah dibuat untuk menggunakan semula sisa polimer.
Ismail dan Suryadiansyah (2002) melaporkan tentang sifat-sifat adunan serbuk
getah kitar semula/ polipropilena. Penggunaan getah kitar semula diadunkan dengan
PP dapat meningkatkan sifat-sifat mekanik dan ketahanan pembengkakan terhadap
minyak dan toluena jika dibandingkan dengan adunan getah asli/polipropilena.
Selain itu, Hope et al. (1994) telah mengkaji kesan pengserasi untuk
meningkatkan sifat-sifat mekanik pada polietilena kitar semula. Hasil penyelidikan
mereka mendapati bahawa eitilena propena (EP) dan stirena-etilena butena-stirena (S-
EB-S) telah meningkatkan kekuatan tensil dan kekuatan hentaman di dalam adunan
LDPE/PP dan HDPE/PP. Jaksland et al. (2000) telah melaporkan teknologi baru
dalam pengolahan PVC kitar semula. Hasil kajian mereka mendapati bahawa PVC
kitar semula dapat dibuat menjadi PVC baru dengan cara memisahkan komponen-
4
komponennya. Pemisahan komponen-komponen PVC kitar semula untuk memperolehi
PVC baru menggunakan peralatan yang direkabentuk secara bersendirian. Phadke et
al. (1983) melaporkan tentang pemvulkanan getah dapatan semula diadunkan
dengan getah baru, sehingga dapat ditingkatkan kebolehprosesan, kekakuan dan sifat
fizikal getah tersebut. Elmaghor et al. (2003) menggunakan penyinaran tenaga tinggi
dan pengserasi pada adunan HDPE kitar semula/poli(vinil klorida) (PVC)/polistirena
(PS). Didapati kehadiran penyinaran dengan tenaga tinggi dan pengserasi telah
meningkatkan keseragaman dan ikatan sambung silang di dalam adunan HDPE kitar
semula/PVC/PS.
1. 2 Kepentingan Adunan
Secara amnya, terdapat beberapa sebab yang berkaitan dan perlu
diambil kira untuk menggambarkan betapa pentingnya pembuatan adunan polimer
dalam industri masa kini. Untuk menghasilkan produk polimer, bahan dengan kos
yang rendah dengan sifat-sifatnya menepati spesifikasi, pengilang-pengilang pastinya
akan menggunakan bahan tersebut untuk mengekalkan saingan bagi produk mereka.
1. 2. 1 Kepentingan Ekonomi
Para pengilang amat mengutamakan kepentingan ekonomi dalam
menghasilkan suatu produk dimana sekiranya sesuatu bahan dapat dihasilkan
dengan kos yang rendah tanpa menjejaskan sifat-sifat bahan tersebut, maka bahan itu
akan dapat bersaing di pasaran. Gabungan bahan polimer yang sedia ada
menunjukkan keberkesanan kos yang tinggi berbanding dengan penghasilan bahan
baru seperti bahan elastomer termoplastik (Ismail, 2000; Ultracki, 1990; Bisio dan
Xanthos, 1994). Kepentingan ekonomi bahan elastomer termoplastik adalah :
1. Tiada penyebatian
2. Senang diproses
5
3. Masa kitaran dikurangkan
4. Pengitaran semula skrap
5. Penggunaan tenaga rendah
6. Kualiti produk ditingkatkan
7. Ketumpatan bahan menurun
8. Kos bahagian-bahagian tertentu dapat dikurangkan
1. 2. 2 Kepentingan Penggabungan Sifat-Sifat
Penggabungan polimer yang berlainan secara langsungnya menghasilkan
penggabungan sifat-sifat yang unik. Penggabungan polimer memberikan kelebihan
untuk menghasilkan bahan yang senang diproses dengan gabungan sifat-sifat fizikal
dan reologi yang tidak wujud dalam satu polimer. Sesetengah sifat adalah sukar
untuk diperoleh secara langsung, jadi kaedah penggabungan selalunya digunakan
untuk memperoleh sifat-sifat yang diperlukan (Ultracki, 1990).
1. 3 Elastomer Termoplastik
1. 3. 1 Pengenalan
Elastomer termoplastik (ETP) merupakan bahan yang mempunyai ciri-ciri
elastomer pada suhu bilik dan pemprosesan termoplastik pada suhu tinggi. Beberapa
kepentingan elastomer termoplastik dalam industri diantaranya kepentingan ekonomi,
penggabungan sifat-sifat dan kesedaran terhadap alam sekitar. Ia dapat dibahagikan
kepada beberapa jenis (Walker, 1987; Whelan & Lee, 1983) .
1. Polimer dengan struktur stereonalar dan darjah penghabluran yang terkawal
2. Ko-polimer blok dengan suatu segmen termoplastik yang keras dan suatu
bergetah yang lembut
3. Adunan getah dan plastik.
6
ETP boleh diproses dengan kaedah biasa seperti pengekstrudan, pengacuanan
suntikan, pengacuanan tiupan, Brabender Plasticorder, Haake Rheomix dan lain-lain
(Walker & Rader, 1998).
Menurut Ebewele (2000) elastomer termoplastik tidak mempunyai
sambung silang yang kekal dalam elastomer yang telah dimatangkan. Sebaliknya, ciri
elastomerik merupakan faktor struktur domain lentur guna untuk membentuk struktur
rangkaian. Struktur domain tersebut adalah berasaskan blok ko-polimer, iaitu blok
mengandungi rantai polimer yang lebih panjang dan fleksibel secara relatif (segmen
lembut), manakala satu blok yang lain terdiri daripada molekul polimer kaku
(Ehrenstein, 2001). Peralihan daripada leburan yang boleh diproses kepada
elastomer keras adalah lebih cepat dan berbalik.
Skrap yang terhasil semasa pemprosesan boleh dijadikan butiran dan
digunakan kembali secara adunan dengan bahan baru tanpa kehilangan sifat-sifat
fizikal yang ketara. ETP terdiri daripada rantaian molekul yang mengandungi segmen-
segmen lembut dan keras. Kedua segmen ini tidak menunjukkan keserasian dan
setiap satunya berfungsi sebagai fasa individu. Segmen lembut mempunyai sifat
lentur, amorfus dan mempunyai suhu peralihan kaca yang lebih rendah. Manakala
segmen keras mempunyai takat lebur yang tinggi dan cenderung membentuk
aggregat pada suhu bilik, iaitu membentuk domain tegar yang bertindak sebagai
sambung silang fizikal (Ismail, 2000).
Apabila ETP dipanaskan kepada suhu pemprosesan, daya lemah
antara molekul yang memegang segmen-segmen keras akan dimusnahkan.
Kesannya bahan ETP akan mempamerkan sifat-sifat yang sama seperti bahan
termoplastik lazim dan ia boleh diproses menggunakan peralatan yang sama seperti
yang digunakan untuk memproses bahan termoplastik. Apabila disejukkan, segmen
7
keras akan bergabung kembali untuk membentuk domain tegar dan ini akan
mempunyai sifat-sifat elastomer kembali. Segmen lembut dan segmen keras pada
struktur ETP ditunjukkan pada Rajah 1. 1.
Rajah 1. 1: Segmen lembut dan segmen keras pada struktur ETP
Beberapa kelebihan elastomer termoplastik (ETP) (Elliott, 1981; Parr,
1987; Tinker, 1987) ialah :
1. Elastomer termoplastik dapat diproses seperti termoplastik pada suhu
pemprosesan yang sesuai tanpa penggunaan agen pemvulkanan dengan
peralatan pemprosesan termoplastik, manakala sifat-sifat keterlenturan,
kekenyalan dan resiliens bagi getah dapat dikekalkan pada suhu normal.
2. Sifat-sifat polimer dapat diperbaikkan.
3. Sifat-sifat termoplastik dapat diubahsuai dengan komposisi polimer yang
digunakan.
4. Masalah-masalah pemprosesan dapat dikurangkan. Misalnya dalam adunan
getah dengan poliolefin, kehadiran sedikit sambung silang dalam fasa getah
memperbaiki sifat-sifat aliran, pengecutan acuan dan permukaan hasilan
teracuan.
Segmen keras
Segmen lembut
8
5. Sisa dan baki pengacuanan boleh dikitar semula.
6. Elastomer termoplastik dapat mengurangkan kos pengeluaran tambahan,
selain daripada itu mempunyai sifat-sifat yang istimewa.
Selain kelebihan yang dimiliki oleh ETP, ia juga mempunyai beberapa kekurangan
(Ismail, 2000) iaitu :
1. Penggunaan ETP secara komersil masih lagi terbatas kerana teknologi
pemprosesannya adalah baru dan tidak biasa bagi ahli-ahli pemprosesan
getah konversional seperti percampur dalaman, penggiling bergulung dua,
reometer, penekan panas, Mooney viscometer dan lain-lain.
2. Sebelum pemprosesan, komponen-komponen ETP perlu dikeringkan terlebih
dahulu. Langkah ini tidak dilakukan dalam pemprosesan lazim.
3. Kebanyakan ETP yang terdapat secara komersil mempunyai nilai kekerasan
melebihi daripada 80 Shore A. Jadi untuk penghasilan produk dengan
kekerasan yang lebih rendah penggunaan ETP adalah terbatas.
4. ETP mudah lebur pada suhu tinggi terutama lebih daripada 700C. Kekurangan
ini menghalang penggunaan ETP dalam penghasilan produk yang perlu
pendedahan seketika kepada suhu yang melebihi suhu peleburannya.
1. 3. 2 Pengkelasan Elastomer Termoplastik
Secara komersil, elastomer termoplastik boleh dibahagikan kepada dua
kumpulan yang utama iaitu ko-polimer blok yang terdiri daripada rantai-rantai molekul
domain keras dan lembut dan elastomer yang berazaskan olefin. Pelbagai ETP ko-
polimer blok adalah :
1. Ko-polimer blok poliuretana-elastomer
2. Ko-polimer blok polistirena-elastomer
3. Ko-polimer blok poliester-elastomer
4. Ko-polimer poliamida-elastomer
9
Elastomer termoplastik ko-polimer ini disediakan melalui tindak balas kimia yang
mana ikatan-ikatan kimia terbentuk di antara fasa lembut dan fasa keras. Manakala
aloi elastomer berasaskan olefin disediakan melalui pengadunan secara fizikal dengan
partikel getah termatang dan tersebar di dalam matriks poliolefin.
1. 3. 2. 1 Aloi Elastomer
Aloi elastomer ialah adunan getah dengan plastik di mana komponen
getah divulkankan secara dinamik melalui dua cara. Cara pertama melibatkan fasa
getah divulkankan sepenuhnya secara in-situ untuk menghasilkan vulkanizat
termoplastik (TPV) yang juga dipanggil sebagai aloi elastomer. Manakala cara kedua
mengandungi fasa leburan pemprosesan getah yang tunggal dimana sebahagian fasa
getah telah disambung-silangkan secara in-situ.
1. 3. 2. 2 Ko-polimer Blok Poliuretana-Elastomer
Poliuretana termoplastik merupakan elastomer termoplastik komersil
yang pertama dengan morfologi ko-polimer blok yang sama seperti stirenik dan
kopoliester. Struktur umumnya adalah -A-B-A-B-, di mana A mewakili blok berhablur
keras yang diterbitkan daripada sambungan rantai diisosianat dengan glikol. Blok
lembut pula diwakili oleh B dan diterbitkan semada daripada poliester atau polieter.
Segmen lembut dan segmen keras daripada ko-polimer blok poliuretana ditunjukkan
di dalam Rajah 1. 2 (Ehrenstein 2001; Ning et al., 1996). Sambungan uretana dalam
segmen keras berupaya membentuk ikatan hidrogen secara intra dan intermolekul.
Ikatan hidrogen ini meningkatkan penghabluran fasa keras dan mempengaruhi sifat
mekanik seperti kekerasan, modulus dan kekuatan cabikan (Ehrenstein, 2001).
Poliuretana termoplastik mempamerkan sifat-sifat yang unggul seperti rintangan
lelasan yang sangat baik, kekuatan tensil dan pemanjangan yang tinggi.
10
HO (CH2)x OH OCN (CH2)y NCO+ nn
HO (CH2)x O CO NH (CH2)y NH CO O (CH2)x O
n-1
Segmen lembutSegmen keras
Rajah 1. 2 : Struktur ko-polimer blok poliuretana
Sifat semulajadi segmen lembut dalam TPU menentukan kelakuan elastik
dan prestasi pada suhu rendah. Blok lembut poliester memberikan rintangan yang
sangat baik terhadap bendalir tidak polar, kekuatan cabikan tinggi dan rintangan
terhadap lelasan. Manakala blok lembut polieter memberikan sifat resiliens yang
unggul, stabil terhadap hidrolitik dan termal. TPU boleh diproses dengan menggunakan
pengacuanan suntikan, pengekstrudan dan pengacuan tiupan. Suhu pemprosesan
biasanya di dalam julat 350-4300C dan bergantung pada jenis dan rekabentuk mesin
pemprosesan. Aplikasi TPU banyak terdapat dalam bidang-bidang automobil, sukan,
penglitupan fabrik dan penggunaan dalam bioperubatan.
1. 3. 2. 3 Ko-polimer Blok Polistirena-Elastomer
Ko-polimer blok stirena termoplastik mempunyai formula umum S-E-S,
yang mana S mewakili blok polistirena dan E mewakili blok elastomer. Segmen diena
yang lembut (E), lazim digunakan adalah polibutadiena. ETP jenis ini
berkecenderungan untuk membentuk dua fasa terasing yang ketara dan menunjukkan
dua suhu peralihan kaca bagi setiap komponen yang berkenaan. ETP ini juga akan
membentuk suhu jaringan hasilan daripada pengikatan segmen elastomer yang lentur.
Dalam struktur jaringan ini, domain polistirena bertindak sebagai kawasan sambung
11
silang dan partikel pengukuh. Ko-polimer stirena-butadiena-stirena ditunjukkan di
dalam Rajah 1. 3 (Ehrenstein, 2001).
HCH2CHC
HC
HC
HC
H H
m
n
CH2 CH
n
Rajah 1. 3 : Struktur ko-polimer daripada SBS
Ko-polimer blok stirena dapat dihasilkan melalui kaedah pempolimeran
anionik homogen dengan menggunakan monomer stirena dan butadiena. Sifat-sifat
kekuatan tensil, modulus, kekerasan, dan sifat mekanik yang lain dikawal oleh faktor
seperti berat molekul, nisbah monomer, struktur polimer dan sebagainya. Perubahan
dalam parameter-parameter ini juga akan mengubah morfologi dan saiz domain.
Sifat-sifat tertentu yang dikehendaki dalam ko-polimer blok stirena boleh didapati
melalui pencampuran. Kesan penambahan ramuan-ramuan ke atas sifat-sifat fizikal
elastomer termoplastik ini diringkaskan oleh Wilder (Bhowmick & Stephen, 1988).
Penggunaan tipikal bagi ko-polimer blok S-B-S dan S-I-S adalah perekat, tapak kasut,
hos, kedap dan penglitup.
1. 3. 2. 4 Ko-polimer Blok Poliester-Elastomer
Elastomer termoplastik poliester adalah ester kopoliester bersegmen yang
dibentuk daripada transesterfikasi leburan dimetil tereftalat. Segmen keras
merupakan tetrametilena tereftalat, sementara segmen lembut adalah polialkilena eter
glikol tereftalat amorfus. Segmen keras yang panjang bertindak sebagai sambung
12
silang, menghablur dan mengikat segmen lembut untuk membentuk satu jaringan.
Jaringan ini dapat mempamerkan sifat-sifat seperti elastomer lazim yang tersambung
silang (Bhowmick & De, 1990). Penghasilan elastomer poliester melibatkan
penggunaan dimetil tereftalat, poli(tetrametilena eter) glikol dan 1, 4-butanadiol. Rajah
1. 4 menunjukkan struktur blok poliester daripada polibutilena teraftalat.
C
O
C
O
(H2C)4O
n
Rajah 1. 4 : Struktur ko-polimer blok poliester daripada polibutilena teraftalat
Elastomer termoplastik poliester ini mempunyai rintangan yang baik terhadap bendalir
seperti hidrokarbon, larutan garam akues dan organik berkutub. Tetapi ia mudah
terhidrolisis dalam asid dan bes yang disebabkan oleh kehadiran linkej ester pada
tulang belakang polimer. Sifat keelastikan ETP menyumbang kepada rintangan yang
baik, histeresis yang rendah, rintangan fatig lentur tinggi dan krip serta set mampatan
yang rendah. Penggunaan utama ko-polimer poliester elastomer adalah dalam bidang
barangan untuk sukan musim sejuk, hos hidrolik bertekanan tinggi, penyalut kabel besi
dan lain-lain.
1. 3. 2. 5 Ko-polimer Blok Poliamida-Elastomer
Ko-polimer blok poliamida seperti yang ditunjukkan pada Rajah 1. 5
merupakan ETP baru dan berprestasi tinggi (Farrissey & Shah, 1988; Ehrenstein,
2001). Segmen lembut dan keras bagi ETP disambung silangkan oleh linkej amida.
Linkej ini mempunyai rintangan terhadap serangan kimia yang baik berbanding
dengan ikatan ester atau uretana. Hal ini menyebabkan rintangan kimia atau suhu bagi
13
poliamida elastomer adalah lebih tinggi berbanding dengan poliuretana atau elastomer
termoplastik poliester.
Blok keras dan lembut memainkan peranan dalam menentukan ciri-ciri
poliamida. Segmen lembut yang boleh terdiri daripada rantaian poliester memberikan
sifat yang berbeza. Sifat-sifat yang lebh baik pada suhu rendah dan rintangan terhadap
hidrolisis boleh diperolehi dengan rantaian polieter. Manakala rantaian poliester dalam
segmen lembut mmemberikan rintangan bendalir dan rintangan oksida pada suhu
tinggi yang lebih baik. Takat lebur dan prestasi pada suhu tinggi pula akan ditentukan
oleh segmen keras. Dengan pengikatan kadaran bagi segmen keras, maka kekerasan,
modulus dan rintangan terhadap bendalir seperti bahan api hidrokarbon, minyak dan
gris turut meningkat. Akan tetapi rintangan terhadap air dan larutan akues merosot
dengan peningkatan suhu. Suhu pemprosesan bagi poliester elastomer adalah lebih
tinggi berbanding elastomer termoplastik yang lain iaitu sekitar 200-2900C. Proses
pengeringan pada suhu 80-1100C selama 4-6 jam adalah penting untuk poliester yang
bersifat higroskopik. Ko-polimer blok poliester elastomer banyak digunakan dalam
bidang pembuatan hos, tiup, gasket dan penutup perlindungan yang digunakan pada
suhu tinggi dan persekitaran yang agresif.
HOOC (CH2)4 COOH H2N (CH2)6 NH2
(CH2)6 NHC (CH2)4 C
O
HO
O
HN H
n(2n-1)H2O
+ nn
+
Segmen lembutSegmen keras
Rajah 1.5 : Struktur poliamida 66
14
1. 4 Asas-Asas Pencampuran
Secara amnya, pencampuran polimer yang mempunyai berat molekul tinggi
dan merupakan suatu sistem penyebatian, maka kecenderungan untuk membentuk
suatu adunan yang tidak serasi adalah tinggi. Namun demikian, kemungkinan
berlakunya pembauran antara molekul tetap wujud apabila molekul polimer
bersentuhan. Untuk memahami suatu adunan, konsep atau prinsip-prinsip
termodinamik asas pencampuran sistem berbagai fasa, terutama sekali aspek-aspek
kelarutcampuran, keserasian dan sebagainya perlu diperjelaskan ( Paul, 1978).
1. 4.1 Keserasian
Ungkapan keserasian membawa makna yang sinonim dengan kelarut
campuran dan kedua-duanya ditemui saling boleh ditukar penggunaannya. Dalam hal
penggunaan teknologi, keserasian pula dikaitkan dengan mudah atau senang
fabrikasi, peningkatan atau gabungan sifat-sifat asal bagi dua polimer dalam satu
adunan walaupun mungkin tidak larutcampur secara termodinamik (Krause, 1978;
Paul, 1978).
Ultracki, (1990) telah melaporkan bahwa satu adunan serasi sebagai satu
bahan yang dalam penggunaannya menunjukkan campuran polimer yang menarik
secara komersial dari segi sifat-sifat, penggunaan dan sebagainya. Satu adunan
dianggap serasi apabila dicampurkan tidak mempamerkan ciri-ciri pemisahan yang
nyata dihasilkan (Fox dan Allen, 1985; Paul, 1978).
Satu campuran yang serasi selalunya dikatakan homogen atau seragam dan
menunjukkan peningkatan sifat-sifatnya berbanding dengan komponen-komponennya
masing-masing. Adunan dikatakan mempunyai darjah keserasian tertentu jika ia tidak
15
mempamerkan ciri-ciri pemisahan fizikal yang nyata dan memberikan sifat-sifat yang
baik.
Polimer-polimer yang menunjukkan larutcampur separa atau yang rendah
mempunyai perekatan antara fasa yang baik. Untuk meningkatkan keserasian
daripada sistem yang tidak terlarutcampur (immiscible), adalah perlu untuk
meningkatkan kelarutcampuran iaitu dengan merendahkan tegangan antaramuka
melalui penggunaan bahan pengserasi (Olabisi dan Farriham, 1979; Hopfenberge
dan Paul, 1978). Pelbagai kaedah boleh digunakan dalam mengkaji keserasian
polimer (Zawawi, 1995; Swapan Saha, 2001; Varughese dan De, 1989). Kaedah-
kaedah yang biasa digunakan dalam mengkaji keserasian polimer adalah kelikatan
campuran polimer dalam larutan dan dalam bentuk pukal, kekuatan tensil,
pemanjangan pada takat putus, morfologi, degradasi oksidatif termal bagi campuran
polimer dan ketumpatan polimer.
1. 4. 2 Kelarutcampuran
Kelarutcampuran adalah untuk menerangkan fasa tunggal suatu adunan
polimer. Kelarutan (solubility) adalah lebih tepat digunakan berbanding dengan
keserasian dalam menerangkan pencampuran bahan-bahan dalam adunan polimer.
Walau bagaimanapun, kelarutcampuran adalah sesuai digunakan dalam
mempertimbangkan pasangan polimer yang akan digabungkan. Ini disebabkan
penglibatan saiz yang besar, berat molekul yang besar, kepolaran dan faktor-faktor
yang lain.
Beberapa cara umum seperti suhu peralihan kaca (Tg), sifat kejernihan optik
dan resonans nuklear magnetik (NMR) dapat digunakan untuk menentukan sama ada
adunan itu terlarutcampurkan atau sebaliknya. Paul dan Barlow, (1979) telah
melaporkan sejak teknologi adunan diperkenalkan, lebih 400 adunan yang
terlarutcampurkan telah dihasilkan dan kebanyakannya telah dikomersilkan. Walau
16
bagaimanapun, hanya beberapa adunan yang benar-benar terlarutcampurkan hingga
telah dikomersilkan seperti poli(vinil klorida)/butadiena akrilonitril, poli(vinil
klorida)/getah epoksida, dan poli(vinil klorida)/kloroprena (Ratnam & Zaman, 1999a
&1999b; Ishiaku et al., 1999; Swapan Saha, 2001).
Kepentingan maklumat tentang kelarutcampuran polimer, bukan hanya
terbatas untuk menghasilkan adunan larutcampur komersil. Akan tetapi ialah untuk
mengenal pasti serta mempelajari modifikasi adunan dan mempertimbangkan sifat-
sifat seperti kekuatan hentaman, kekuatan tensil, kestabilan termal, penghabluran dan
sebagainya.
1. 4. 3 Keserasian Termodinamik
Bagi dua polimer yang serasi sepenuh sehingga ke peringkat molekul, proses
pencampuran mesti menghasilkan pengurangan dalam tenaga Gibbs, ∆Gm.
∆Gm = ∆Hm -T∆Sm (1. 1 )
Persamaan ini menghubungkaitkan perubahan tenaga bebas pencampuran Gibbs,
∆Gm, entalpi, ∆Hm, dan entropi, ∆Sm (Fried, 1995). Entalpi, ∆Hm bergantung kepada
tarikan atau tolakan antara dua polimer. Molekul yang berlainan cenderung menolak
antara satu dengan lainnya. Oleh kerana itu, ∆Hm lazimnya adalah bernilai positif iaitu
menunjukkan polimer tidak gemar bercampur. Entropi, ∆Sm bergantung kepada
kerawakan yang berlaku semasa pemprosesan.
Molekul polimer yang besar menghasilkan kerawakan yang sederhana dalam
pencampuran dan ini adalah tidak mencukupi untuk mengatasi tolakan antara molekul
yang berlainan (∆Hm). Sehingga, kebanyakan polimer adalah tidak serasi secara
termodinamik dan terpisah kepada dua atau lebih fasa mikro (Deanin & Manion,
1999). Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi keserasian termodinamik dalam
adunan polimer, iaitu :
17
1. Kepolaran
2. Berat molekul
3. Ko-penghabluran (co-crystallization)
4. Tarikan kumpulan spesifik
5. Nisbah adunan
Dalam kajian ini, tumpuan diberikan kepada faktor kepolaran. Jika dua polimer
mempunyai kepolaran yang sama, ini akan mengurangkan tolakan antara bahan
polimer (iaitu ∆Hm dan membenarkan kerawakan berlaku, ∆Sm) dan cenderung serasi
secara termodinamik (Deanin & Manion, 1999). Untuk dua polimer yang serasi, ∆Hm
yang diperoleh adalah bernilai negatif, kosong atau positif sedikit. Jika ∆Hm bernilai
positif yang besar, komponen adunan akan terpisah kepada dua fasa yang berlainan
(Ebewele, 2000).
1. 4. 4 Kaedah Penyebatian
Penyebatian bertujuan untuk mencapai kecerunan kepekatan dan seterusnya
sifat-sifat tertentu sama ada fizikal, kimia, termal, optik dan lain-lain. Apabila sampel-
sampel yang sangat kecil dikeluarkan atau diambil secara rawak serta dicirikan, ia
akan memberikan sifat yang sama bagi setiap komponen adunan. Kebanyakan
produk plastik bukannya polimer asli, tetapi campuran polimer asas dengan pelbagai
bahan tambah (aditif) seperti pigmen, pelincir, penstabil, anti oksidan, perencat nyala,
agen penguatan, pengisi, penserasi dan sebagainya.
Sifat dan fungsi bahan tambah tersebut memberikan peranan penting dalam
menentukan kaedah penyebatian. Oleh kerana itu, proses pencampuran memerlukan
peralatan yang istimewa dan pertimbangan ciri rekabentuk yang sepadan untuk
memenuhi justifikasi sebagai salah satu langkah permulaan dalam proses polimer
(White, 1989; Cheremisinoff, 1987; Mathew, 1982).
18
Peretakan halus merupakan mekanisme utama bagi penguatan buat masa
sekarang. Tetapi Bucknall et al., (1987) melaporkan bahawa peretakan halus bukan
sentiasa merupakan mekanisme dominan bagi kecacatan, sebagai contohnya adalah
pericihan alah yang lebih penting dalam ABS daripada HIPS. Manakala adunan PVC
terubah suai getah tidak mempamerkan peretakan halus ke atas ujian hentaman
(Bucknall, 1983).
1. 5 Poli(vinil klorida) (PVC)
1. 5. 1 Pengenalan
PVC adalah bahan yang separa sindiotaktik dengan ketaksekatan struktur yang
cukup menyebabkan kehablurannya agak rendah. Pencirian struktur rumit disebabkan
oleh kemungkinan berlakunya pencabangan rantai dan kecenderungan polimer
tersebut untuk bersekutu dalam larutan. PVC berstruktur seperti yang ditunjukkan di
dalam Rajah 1. 6 (Kok dan Poh, 1987).
CH2 CH CH2 CH CH2
HC
Cl Cl Cl
Rajah 1. 6 : Struktur PVC
1. 5. 2 Sifat-Sifat PVC ( Andreas, 1987)
Sifat-sifat poli(vinil klorida) (PVC) amat bergantung kepada berat molekulnya.
PVC merupakan suatu polimer linear ataupun suatu termoplastik. Kehadiran atom Cl
telah menyebabkan interaksi antara rantai bertambah, sehingga kekuatan dan
kekakuannya dapat ditingkatkan. Sifat ketegaran dan fleksibilitinya yang berjulat besar
pula mengakibatkan sangat mudah untuk menerima bahan-bahan penyebatian yang
lain. Kepolaran atau kekutuban yang disebabkan oleh atom Cl berfungsi untuk
meningkatkan rintangan terhadap pelarut yang tidak berkutub dan keterlarutannya
19
adalah amat rendah. Kelemahan utama PVC ialah kestabilan termalnya sangat
terbatas.
1. 5. 3 Kestabilan dan Perosotan PVC
PVC secara relatif tidak stabil terhadap haba, cahaya dan kestabilan termal
yang rendah. PVC yang mengalami perosotan akan mempamerkan suatu warna
perang kemerahan dan ia dipercayai akibat daripada pembentukan turutan poliena
berkonjugat yang panjang akibat berlakunya penyahhidroklorinan pada suhu tinggi
(Ehrenstein, 2001). Permulaan secara termal melibatkan kehilangan atam klorin yang
bersebelahan dengan beberapa ketaknormalan struktur, sehingga akan mengurangi
kestabilan ikatan C-Cl (ketaktepuan hujung). Radikal klorin yang terbentuk akan
mengekstrakkan satu atom hidrogen bagi membentuk HCl dan rantai yang radikal
yang terhasil kemudian bertindak balas bagi membentuk ketaktepuan rantai dengan
penjanaan semula radikal klorin (Bill Meyer, 1971). Di bawah suhu 2000C gas yang
terbentuk daripada perosotan PVC kebanyakan merupakan hidrogen klorida. Pada
suhu yang lebih tinggi daripada 2000C, sedikit benzena dan hidrokarbon (alifatik, tak
tepu dan aromatik) akan dibebaskan.
Ketidakstabilan PVC berpunca daripada kecacatan struktur dalam polimer
yang akan bertindak sebagai tapak permulaan penyahidroklorinan (Jerzy, 1986),
seperti:
1. Kumpulan hujung rantai dengan kumpulan tak tepu atau baki pemula
2. Titik cabang dengan atom klorin tertier
3. Ikatan dubel dengan atom klorin
4. struktur pengoksidaan
5. Struktur kepala ke kepala
20
Perosotan PVC oleh termal dan cahaya secara umumnya akan menurunkan
sifat-sifat fizik dan mekanik serta menyebabkan penyahwarnaan PVC. Oleh itu,
penstabilan PVC adalah suatu perkara penting (Nass, 1976; Marcilla dan Beltran,
1996). Banyak penstabil telah dihasilkan untuk memperbaiki kestabilan polimer
terhadap haba dan cahaya. Garam daripada logam plumbum, barium,
stanum/kadmium telah digunakan. Garam-garam oksida dan hidroksida/asid lemak
adalah yang paling berkesan sekali (Bill Meyer, 1971). Sebatian Ba/Cd/Zn adalah
agak banyak digunakan kerana kesan sinergik di antara Ba-Cd dan Cd-Zn yang
memberikan kesan penstabilan yang baik dengan amaun yang kecil digunakan
(Ishiaku et al., 1996; Beltran et al., 1999).
Selain daripada penambahan bahan penstabil, pemplastik juga digunakan
bersama seperti pemplastik epoksi yang dapat membantu menstabilkan resin.
Pemplastik yang ideal mesti mempunyai tiga keperluan iaitu keserasian, prestasi dan
kecekapan (Marcilla & Beltran, 1996; Saethre & Gilbert, 1996; Thomas et al., 1986).
1. 5. 4 Pemplastik
Pemplastik merupakan cecair stabil yang mempunyai takat didih yang tinggi.
Pemplastik dapat saling melarut dengan PVC,mempunyai sifat pemeruapan rendah,
kestabilan haba dan cahaya adalah baik, sifat-sifat elektrik baik dan retensi bagi
fleksibiliti pada suhu rendah. Pemplastik dapat mengurangkan daya intermolekul dan
merendahkan suhu peralihan kaca polimer (Mousa et al., 1998; Ishiaku et al., 1999;
Semsarzadeh et al., 2002). Kehadiran pemplastik dalam polimer akan dapat
meningkatkan fleksibiliti, kelembutan, pemanjangan, tetapi merendahkan kekuatan
tensil. Di-oktil fetalat (DOP) yang digunakan dalam adunan poli(vinil klorida) baru/getah
akrilonitril butadiena (PVCv/NBR) dan poli(vinil klorida) kitar semula/getah akrilonitril
21
butadiena (PVCr/NBR) adalah pemplastik primer, yang mempunyai daya larutan yang
optimum pada suhu rendah dan rintangan pemeruapan yang baik.
1. 6 Getah Akrilonitril Butadiena (NBR)
1. 6. 1 Pengenalan
Ko-polimer getah akrilonitril butadiena telah mula disintesiskan pada tahun
1930 oleh I. G. Farbenindustrie di Jerman dan mula dihasilkan secara industri pada
tahun 1971. Tinjauan terhadap getah nitril secara keseluruhan telah dilaporkan oleh
Hofmann pada tahun 1963 (Whelan dan Lee, 1983). Getah akrilonitril butadiena
adalah polimer butadiena dan akrilonitril yang mempunyai nisbah kedua-dua
monomernya. Ia dapat disediakan dalam sistem emulsi. Oleh kerana nisbah
kereaktifan monomer sangat berbeza, komposisi yang dimasukkan (bahan suapan)
dan polimer juga berbeza. Fakta ini biasanya diambil kira dengan menyelaraskan
komposisi monomer sewaktu pempolimeran bagi mencapai komposisi yang
dikehendaki. Beberapa gred terdapat di pasaran iaitu berjulat antara 18% akrilonitril
(ketahanan minyak yang sederhana) hingga 40% akrilonitril (sangat tahan terhadap
minyak) (Arlie, 1992). Tindak balas secara kimia bagi penghasilan NBR ditunjukkan
pada Rajah 1. 7 (Arlie, 1992; Ismail dan Shah Hashim, 1998).
+CH CH CH CH CH2 CH
CN
yx
CH CH CH CHx
CH2 CH
CN
y
Rajah 1. 7 : Tindak balas kimia bagi penghasilan NBR
22
1. 6. 2 Sifat-Sifat NBR
Kumpulan akrilonitril (ACN) yang berkutub akan menunjukkan sifat-sifat
berpolar pada struktur NBR. Ini telah menyebabkan NBR dapat memberikan rintangan
terhadap minyak mineral, bahan bendalir dan gris (Bloomfield, 1982). Ini bermakna
selepas ia direndamkan ke dalam minyak /gasolin, keterlarutannya didapati rendah,
pembengkakan turut sedikit ataupun ia dapat disekat daripada bersentuhan dengan
bahan yang tidak berpolar. Keadaan ini juga berlaku pada hidrokarbon aromatik
tertentu kerana NBR hanya mempunyai rintangan terhadap bahan yang kandungan
hidrokarbonnya tidak melebihi 50% (Blackley, 1983).
Pembengkakan NBR adalah lebih besar dalam pelarut berkutub daripada
pelarut tidak berkutub, tetapi ia boleh digunakan bersentuhan dengan air dan larutan
anti sejuk beku. Ketahanannya terhadap etilena glikol juga baik. NBR juga mempunyai
rintangan yang sangat baik terhadap alkali dan asid. Getah ini kurang bingkas
daripada getah asli. Ia mempunyai julat suhu penggunaan yang besar (-65-3000F)
kerana sifatnya yang tahan panas. Kekuatan tegangannya dan ketahanan abrasinya
juga baik.
Salah satu kekurangan NBR adalah rintangannya sangat lemah terhadap ozon
dan cahaya matahari. Rintangan terhadap pelarut beroksigen yang rendah juga
menunjukkan kelemahannya, tetapi jika dilindungi dengan baik oleh pengoksida akan
menunjukkan ketahanan yang baik terhadap degradasi pengoksidaannya. Vulkanizat
NBR menunjukkan kekuatan tensil yang lemah, rintangan cabikan yang rendah dan
tiada penghabluran terikan. Penambahan pengisi pengukuh seperti hitam karbon amat
diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat NBR (Barlow Fred, 1993; Celina et al., 1998;
Budrugeac, 1995).
23
Sifat-sifat NBR amat bergantung kepada kesan perubahan nisbah akrilonitril
kepada butadiena. Nisbah monomer adalah penting untuk menghasilkan getah
akrilonitril butadiena dan mempengaruhi sifat-sifat getah tersebut secara langsung.
Apabila pembebanan akrilonitril dalam suatu getah akrilonitril butadiena meningkat,
maka kepekatan, kebolehprosesan, kadar pemvulkanan, set kekal, rintangan minyak,
kebolehcampuran dengan polimer berpolar, dan kehilangan histeristis akan meningkat,
manakala resiliens, fleksibiliti pada suhu rendah, keterlarutan dalam cecair aromatik
dan resapan gas pula berkurang ( Blackley, 1983; Bhowmick et al., 1994).
NBR boleh dikelaskan mengikuti pembebanan akrilonitril dalam getah akrilonitril
butadiena kepada 5 kelas utama, iaitu:
1. Rendah (18-24% ACN)
2. Sederhana rendah (26-28% ACN)
3. Sederhana (34% ACN)
4. Sederhana tinggi (38-40% ACN)
5. Tinggi (50% ACN)
1. 7 Adunan-Adunan Berasaskan PVC
1. 7. 1 Adunan Berasaskan PVC
Tujuan pengadunan PVC dengan polimer-polimer lain dilakukan ialah untuk
meningkatkan sifat-sifat PVC disamping untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat-
sifat polimer lainnya. Berbagai jenis adunan yang didasarkan kepada PVC telah dikaji
dan kebanyakannya membentuk adunan serasi dan separa serasi (George et
al.,1986; Varughese et al., 1989). Adunan yang melibatkan PVC banyak dihasilkan
kerana sifat PVC yang baik terhadap rintangan kimia, murah, senang untuk diproses
dan keupayaan untuk digabungkan dengan berbagai bahan tambah seperti
pemplastik, pengubah suai hentaman, pengisi dan sebagainya (Ishiaku & Mohd.
Ishak, Z. A, 1999; Waveland, 1973; Miura et al., 2003).
24
1. 7. 2 Adunan PVC/PCl
Adunan PVC/PCl yang telah dikaji oleh Minna (2003) dan Heuschen et al.
(1990), menunjukkan adunan PVC/PCl mempunyai ketahanan terhadap degradasi
panas. Penambahan PCl kepada PVC meningkatkan sifat suhu erotan haba dan
adunannya dapat digunakan dalam bidang kesehatan. Penggunaan adunan jenis ini
boleh didapati alat-alat permainan anak-anak, industri, dan pembungkus makanan.
1. 7. 3 Adunan PVC/PMMA
Adunan PVC/PMMA yang telah dikaji oleh Manson (1976), mendapati
bahawa adunan tersebut mempunyai sifat rintangan kimia yang baik. Penambahan
PMMA terhadap PVC dapat meningkatkan sifat suhu erotan haba. Manakala
kehadiran PVC dalam adunan tersebut akan meningkatkan sifat perencat nyalaan
(Perrin & Prud’homme, 1991; Havriliak & Williams, 1990). Penggunaan adunan
jenis ini boleh didapati dalam peralatan rumah, belakang kerusi, salur asap dan
sebagainya (Ultracki, 1995).
1. 7. 4 Adunan PVC/ABS
Adunan ini telah dikaji menggunakan Brabender Plasticorder (Zawawi, 1995;
Khanna & Congdon, 1993). Kesan parameter penyebatian seperti halaju rotor, suhu
dan masa pencampuran telah diselidiki. Sifat tensil dan kajian morfologi adunan telah
menunjukkan betapa pentingnya peranan parameter-parameter tersebut. Kehadiran
pembolehserasi dalam adunan tersebut dapat memperbaiki sifat antara muka adunan
walaupun dengan hanya penambahan 2% pembolehserasi. Dari hasil analisis FTIR
menunjukkan bahawa ikatan hidrogen terlibat secara meluas dalam sistem PVC/ABS
dengan kehadiran pembolehserasi.